畢業論文納米技術與高分子材料-資料下載頁

【導讀】聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂羅羈腿薄螈袇膈蚆薁芆膇蒆螆膂膆薈蠆肈膅蝕襖羄膄莀蚇袀膃蒂袃膈膃薅蚆肄節蚇袁羀芁莇蚄袆芀蕿衿袂艿蟻螂膁羋莁羈肇芇蒃螀羃芇薆羆衿莆蚈蝿膇蒞莈薂肅莄蒀螇罿莃螞薀羅莂莂裊袁莂蒄蚈膀莁薆襖肆莀蠆蚆葿莈袂袈蒈蒁蚅膇蕆薃袀肅蒆螅蚃聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂羅羈腿薄螈袇膈蚆薁芆膇蒆螆膂膆薈蠆肈膅蝕襖羄膄莀蚇袀膃蒂袃膈膃薅蚆肄節蚇袁羀芁莇蚄袆芀蕿衿袂艿蟻螂膁羋莁羈肇芇蒃螀羃芇薆羆衿莆蚈蝿膇蒞莈薂肅莄蒀螇罿莃螞薀羅莂莂裊袁莂蒄蚈膀莁薆襖肆莀蠆蚆葿莈袂袈蒈蒁蚅膇蕆薃袀肅蒆螅蚃聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂羅羈腿薄螈袇膈蚆薁芆膇蒆螆膂膆薈蠆肈膅蝕襖羄膄莀蚇袀膃蒂袃膈膃薅蚆肄節蚇袁羀芁莇蚄袆芀蕿衿袂艿蟻螂膁羋莁羈肇芇蒃螀羃芇薆羆衿莆蚈蝿膇蒞莈薂肅莄蒀螇罿莃螞薀羅莂莂裊袁莂蒄蚈膀莁薆襖肆莀蠆蚆葿莈袂袈蒈蒁蚅膇蕆薃袀肅蒆螅蚃聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂

　　

【正文】 米復合材料的應用 由于高分子納米復合材料既能發揮納米粒 子自身的小尺寸納米效應，又能通過與高分子基體材料的相互協同作用，創造新的功能；既有高分子材料本身易加工、穩定性好的特點，又可以使納米粒子所特有的催化、光、電、磁、生物等特殊性質得以充分發揮。因此，雖然高分子納米復合材料發展的歷史并不是很長，但是已經在不同領域獲得廣泛應用。見下表： 高分子納米復合材料的應用領域 納米復合材料性能 納 米 材 料 用 途 催化性能 高性能高分子催化劑 力學性 能 增強、增韌高分子材料 磁學性能 高密度磁記錄、磁儲存、吸波隱形材料 電學性能 導電漿料、絕緣漿料、非線性電阻、 靜電屏蔽、電磁屏蔽材料 光學性能 光吸收材料、光通訊材料、非線性光學材料、光 記錄材料、 光顯示材料、光電子材料、隱身材料 熱學性能 低溫燒結材料、耐高溫材料 敏感性能 壓敏材料、濕敏材料 其他性能 仿生材料、生物活性材料、環保材料、 耐磨材料、減摩材料、高介電材料等 高分子基納米復合材料的應用簡介 高性能工程塑料 高分子物與硅酸鹽形成高分子基納米復合材料后，由于其納米粒子的表面與 界面效應使得復合材料具有高耐熱性、高強度、高模量和低的膨脹系數，但密度僅為一般復合材料的 65%~75%，因此可作為高性能工程塑料，廣泛應用于航空、汽車等行業。高分子物加入層狀無機物實現納米復合后，能使機械性能大大提高。PA6中僅加入 4W1%的粘土，因為實現了納米復合，拉伸強度提高了 50%，拉伸模量提高近 100%，而且沖擊強度基本不降低。不僅強度、模量提高幅度大， 14 而且克服了一般復合材料強度、模量提高伴隨任性下降的問題。熱變形溫度提高約 90176。C，熱膨脹減少。日本豐田公司已將它用于制造汽車部 件，如皮帶罩等。 利用不同電學特性的高分子物（如絕緣高分子物、高聚物電解質、導電高聚物）與不同電學特性的層狀無機物（如絕緣體、半導體等）制得的高分子基納米復合材料具有多種新的電性能，可以作為各種電氣、電子及光電子產品材料。 PEO/Na4蒙脫土或 PEO/Li4蒙脫土的導電率與 PEO 鹽電解質接近，但熱穩定性更好，在更寬的溫度范圍保持良好的離子導電，而且還克服了PEO 鹽電解質存在的形成離子對問題，可用于固體電池中作高聚物電解質。 PEO與電子導電型層狀無機物復合（ PEO/V2O5xerogel）。成為離子電子混合導電材料，開拓了新的使用領域。對導電高分子物聚苯胺、聚吡咯與各類層狀硅酸鹽、磷酸鹽、過度金屬氧化物形成的高分子基納米復合材料也已展開了許多研究，材料表現出各種導電性能。絕緣高分子物 PS/MoS2 納米復合材料的各向異性電學特性也非常引人關注。 Niwa等以 PVC 為基體，用電導率在 101~10s?cm1之間。 解決微機械領域里的潤滑問題 計算機微型化和微機械的發展，對薄膜材料提出了越來越高的要求。都要求對微機械提供超精細和納米級的保護和潤滑 [14]。利用 LB膜法制備高分子基納米超薄復合膜 ,是解決超薄潤滑問題一條可行的途徑。 高效催化材料 以高分子物 /半導體微粒納米復合材料作催化劑，可提高半導體微粒的光催化活性。 Krishnan[15]等采用高分子物原位合成納米顆粒的方法，將 Nafion樹脂用 Cd離子交換后暴露于 H2S氣體中，制得納米復合催化劑。 改進聚合物加工性能 超高分子量聚乙稀的加工流動性很差，熔體流動指數為零。所以不能采用常用的熱塑性塑料加工方法來進行擠出或注射成型，而采用原位復合技術制得的液晶聚 合物與其共混。液晶聚合物剛性棒狀分子在加工過程中，在外力作用下發生取向而生成微纖，微纖易于平行滑動，因而帶動基體分子一起滑動，高效地增加了材料的加工流動性。因此可以采用常用的加工設備進行擠出、注射成型。 15 高性能復合材料 利用納米粒子的表面與界面效應、量子效應等特性引起的一系列特異的聲、光、熱、電等性能，可以制得具有特殊功能的高分子基納米復合材料 [16]。例如：金屬等納米粒子與高分子物形成的復合材料，能吸收和衰減電磁波、減少反射和散射，在電磁隱身方面有著重要的應用。某些生 物類物質，例如蛋白質，可以封存到孔狀的 SolGel玻璃中，而形成生物凝膠體，可以控制生物反應，在生物技術、酶工程中有著重要的用途。 高效潤滑劑 華中科技大學關文超等利用 C60合成的納米復合材料作為高效潤滑劑。張彥保等用聚合法合成的 PS納米微球和具有核殼結構的 PS/PMMA納米微球作潤滑油添加劑，在四球試驗機上研究了它的摩擦學行為，結果表明聚合物納米微球具有良好的減磨抗摩性能。 包裝材料 高分子基納米復合材料的隔阻性能比純高聚物及一般共混物都有顯著提高。利用這一性能， 可以將這種材料用作包裝材料。美國康耐爾大學等重點關心此方面特性，用作包裝材料。利用這一特性，日本宇部工業集團與豐田也開發了包裝材料。 電致發光材料 Colvin等對電致發光材料進行了研究，他們用納米 CdSe與聚苯撐乙烯（ PPV）制得一種有機 無機復合發光裝置，隨著納米顆粒大小的改變，發光的顏色可以在紅色到黃色間變化（量子尺寸效應） [17]。 伴隨著納米科技的發展，納米材料獨特的表面界面效應； 小尺寸效應及量子尺寸效應和聚合物密度小 , 耐腐蝕、易加工等優良特性有機的結合，形成了一類新型功 能高分子材料。據美國 BRG Townend 咨詢公司的調研報告介紹： 2020年全球塑料添加劑消費總量約 。總產值達 146億美元，其中功能型助劑約占 80％。足以說明功能高分子材料在塑料產業中的重要地位。新材料、新技術的不斷涌現既是推動塑料產業持續發展的動力，又象一塊磁石在吸引著企業家的眼球，是他們尋求新的投資方向的風向標。 16 7總結 高分子材料結構復雜和多樣，可以在分子結構 (包括支鏈結構 )、聚集態結構、共混、復合、界面和表面甚至外觀結構等諸多方面，進行單一或多種結構的綜 合利用，因此最大程度地滿足了其他高技術要求材料技術為他們提供的更多、更好的功能。納米思維為高分子材料科學的發展注入了新的活力，涉及到高分子材料科學的各個方面，使其在原有領域里取得了許多新成果，同時開創了新的研究領域，為高分子科學的發展提供了嶄新的思路和研究方法。隨著納米技術研究的深入，在分子、甚至原子水平上實現材料的功能結構設計、復合與加工生產成為可能，材料的功能進一步得到擴展，呈現前所未有的創新。可以預言，新一代功能高分子材料的春天已經來臨，納米材料必將成為新世紀材料發展的主流，也必將對新世紀的高新技術如 電子、生物技術、生命科學的研究產生極為深遠的影響。 17 參考文獻： [1] 嚴東生 ,馮端主編 .材料新星納米材料科學 .湖南科學技術出版社，第一版，1997 [2] Richard ： 1991； 254(29)： 1 300 [3] Kubo R. .， 1962； 17： 975 [4] 張立德 .牟季美 .納米材料科學 .沈陽：遼寧科學技術出版社， 1994 [5] 牟季美 .張立德 .趙鐵男等 .物理學報 .1994,43（ 6）： 1000 [6] 韓高榮 .鐘敏 .趙高凌 .功能材料與器件學報， 2020,8（ 4）： 421 [7] 侯萬國，王果庭 .化工進展， 1992； 5： 21 [8] 曾戎，章明秋，曾漢民。宇航材料工藝， 1999 [9] 歐玉春。高分子材料與工程， 1998 [10] Furuichi， RuizHitzky. 1989； (4）： 31 [11] Vaia， Giannelis: 1987；（ 3）： 21 [12] Lindsey，功能材料， 1997； 28(3)： 237 [13] 徐華蕊，李鳳生，陳舒林等 .化工進展， 1996； (5):29 [14] 陳祖耀，張大杰，錢逸泰 .硅酸鹽通報， 1988； 7（ 6）： 54 [15] 曾漢民，朱世平，陸耘 . 88 108 [16] 曾戎，岳中仁，曾漢民 .材料研究學報， 1998； 2： 293 [17] Colvin， HuangLi， ， 1995。24(6):24 18 致謝 感謝綿陽職業技術學院圖書館和電子圖書閱覽室為我們提供查找文獻資料的場所，以便我能找到優秀的文獻，順利做完畢業論文，同時也感謝王老師和唐老師對我的悉心指導。 1