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TOC\o"1-5"\h\z摘要 1Abstract 2\o"CurrentDocument"1納米科技發(fā)展態(tài)勢和特點 3\o"CurrentDocument"2高分子材料與納米技術(shù)概況 32.1幾種高分子基納米復(fù)合材料的制備方法及概述 52.1.1插層復(fù)合法 52.1.2原位復(fù)合法 62.1.3溶膠-凝膠法 72.1.4LB膜法 82.1.5微乳液聚合法 8\o"CurrentDocument"3高分子納米復(fù)合材料的應(yīng)用 8\o"CurrentDocument"4高分子基納米復(fù)合材料的應(yīng)用簡介 94.1高性能工程塑料 94.2電子產(chǎn)品材料 104.3其他應(yīng)用簡介 11\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 12致謝 13納米技術(shù)與高分子材料摘要:納米技術(shù)正全力推動著化學(xué)工業(yè)未來的發(fā)展。隨著一些納米技術(shù)的工業(yè)產(chǎn)品問世以及所顯示出的誘人前景,現(xiàn)在“納米技術(shù)”已經(jīng)成為家喻戶曉的名詞。納米技術(shù)能在VlOOnm的水平上合成、處理和表征物質(zhì),這是一個涉及多門學(xué)科的廣闊領(lǐng)域,它包含有:納米材料、納米生物技術(shù)、納米電子學(xué)和納米系統(tǒng),如納米電子機械系統(tǒng)、和分子機械等。在世界范圍內(nèi),高分子材料的制品屬於最年輕的材料.它不僅遍及各個工業(yè)領(lǐng)域,而且已進(jìn)入所有的家庭,其產(chǎn)量已有超過金屬材料的趨勢,將是21世紀(jì)最活躍的材料支柱.高分子材料在我們身邊隨處可見。高分子材料按特性分為橡膠、纖維、塑料、高分子膠粘劑、高分子涂料和高分子基復(fù)合材料。關(guān)':納米技術(shù),高分子材料,復(fù)合材料,發(fā)展關(guān)':納米技術(shù),高分子材料,復(fù)合材料,發(fā)展NanotechnologyandPolymermaterialsAbstract:Nanotechnologyaretryingtheirbesttopushchemicalindustrialfuturedevelopment.Withsomeofnanometertechnologyindustrialproductappearanceandshowntemptingprospects,now"nanotechnology"hasbecomeahouseholdnouns.Nanotechnologycanin<lOOnmlevelsynthesis,processingandcharacterizationofmaterial,thisisabroadfieldinvolvingthemulti-discipline,itcontains:nanomaterialsandnanobiotechnology,nanoelectronicsandnanosystem,suchasnanosphereselectronicmechanicalsystem,andthemolecularmachinery,etc.Worldwide,polymerproductsbelongtotheyoungestmaterial.Itnotonlyinmanyindustrialfields,andhasenteredallthefamily,itsproductionhasbeenmorethanmetalmaterialstrendwillisthe21stcenturythemostactivematerialpillar.Polymermaterialsinoursidecanbeseeneverywhere.Polymermaterialsaccordingtocharacteristicsintorubber,fiber,plastic,polymeradhesives,polymercoatingandpolymermatrixcompositesKeyW0rds:Nanotechnology,Polymermaterials,compositematerials,development
1納米科技發(fā)展態(tài)勢和特點科學(xué)界普遍認(rèn)為,納米技術(shù)是21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)增長的一臺主要的發(fā)動機,其作用可使微電子學(xué)在20世紀(jì)后半葉對世界的影響相形見絀,納米技術(shù)將給醫(yī)學(xué)、制造業(yè)、材料和信息通信等行業(yè)帶來革命性的變革。因此,近幾年來,納米科技受到了世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家的極大青睞,并引發(fā)了越來越激烈的競爭。由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義,世界各國(地區(qū))紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動器,相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計劃,以指導(dǎo)和推進(jìn)本國納米科技的發(fā)展。目前,世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術(shù)計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術(shù)計劃,但其他計劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。眾所周知,為了搶占納米科技的先機,美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計劃(NNI),其宗旨是整合聯(lián)邦各機構(gòu)的力量,加強其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月,美國國會又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計劃,從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。曰本政府將納米技術(shù)視為“曰本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點研發(fā)領(lǐng)域,并制定了多項措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源(人才、資金、設(shè)備)的落實。之后,曰本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實用性的研發(fā),同時跨省廳重點推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強國際競爭力的研發(fā)。歐盟在2002?2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計劃將納米技術(shù)作為一個最優(yōu)先的領(lǐng)域,有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略,目前已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個關(guān)鍵措施:增加研發(fā)投入,形成勢頭;加強研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施;從質(zhì)和量方面擴大人才資源;重視工業(yè)創(chuàng)新,將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù);考慮社會因素,趨利
避險。另外,包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計劃。意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響,韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體,為了保持競爭優(yōu)勢,也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計劃》,2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實施規(guī)則》韓國政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個主要技術(shù)領(lǐng)域,以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平;到2010年10年計劃結(jié)束時,韓國納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國和曰本等領(lǐng)先國家的水平,進(jìn)入世界前5位的行列。中國臺灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》這些計劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ),以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo),意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。綜合國力和科技實力較強的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國家納米科技發(fā)展的勢頭,也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就發(fā)布了《國家納米科技發(fā)展綱要》并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖,確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù),以便在國家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào),集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢,爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù),南非科技部正在制定一項國家納米技術(shù)戰(zhàn)略,可望在2005年度執(zhí)行。印對箕府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機構(gòu)和項目的支持力度,加強材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。2高分子材料與納米技術(shù)概況高分子材料:以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料,高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合?納米科學(xué)與技術(shù),有時簡稱為納米技術(shù),是研究結(jié)構(gòu)尺寸在 0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。
1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后,誕生了一門以0.1到100納米長度為研究分子世界,它的最終目標(biāo)是直接以原子或分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。因此,納米技術(shù)其實就是一種用單個原子、分子射程物質(zhì)的技術(shù)。納米技術(shù)是一門交叉性很強的綜合學(xué)科,研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科學(xué)與技術(shù)主要包括:納米體系物理學(xué)、納米化學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工學(xué)、納米力學(xué)等 。這七個相對獨立又相互滲透的學(xué)科和納米材料、納米器件、納米尺度的檢測與表征這三個研究領(lǐng)域。納米材料的制備和研究是整個納米科技的基礎(chǔ)。其中,納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ),而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。高分子基納米復(fù)合材料,是指用具有納米尺寸的其他材料與高分子材料以各種方式復(fù)合成型的一種新型復(fù)合材料。從廣義上來說,高分子基納米復(fù)合材料,只要其組分中的某一相,至少有一維的尺寸處在納米尺度范圍,就可以將其視為高分子基納米復(fù)合材料。綜上所述納米技術(shù)與高分子材料的有機結(jié)合則為高分子納米復(fù)合材料。這也是世界各國發(fā)展研究的必要趨勢。2.1幾種高分子基納米復(fù)合材料的制備方法及概述2.1.1插層復(fù)合法插層復(fù)合法是制備高分子基納米復(fù)合材料的一種重要方法。許多無機化合物,如硅酸鹽類粘土、磷酸鹽類、石墨、金屬氧化物、二硫化物等具有典型的層狀結(jié)構(gòu)作為主體,將有機高聚物作為客體插入主體的層間,從而可以制備高分子基納米復(fù)合材料。插層復(fù)合法可分為三類:2.1.1.1插層聚合法插層聚合法是先將高分子物單體分散、插入到層狀無機物(硅酸鹽等)片層中(一般是將單體和層狀無機物分別溶解到某一溶劑中),然后單體在外加條件(如氧化劑、光、熱等)下發(fā)生原位聚合。利用聚合時放出的大量熱量,克服硅酸鹽片層間的庫侖力而使其剝離,從而使納米尺度硅酸鹽片層與高分子物基體以化學(xué)鍵的方式結(jié)合。1987年,日本首先利用插層復(fù)合法制備尼龍6/粘土納米復(fù)合材料(NCH)。中國科學(xué)院化學(xué)研究所對尼龍6/蒙脫土體系進(jìn)行了研究,并首創(chuàng)了“一步法”復(fù)合方法,即將蒙脫土層間陽離子交換、單體插入層間以及單體聚合在同一步中完成。2.1.1.2溶液插層法溶液插層法是高分子鏈在溶液中借助于溶劑而插層進(jìn)入無機物層間,然后揮發(fā)除去溶劑。該方法需要合適的溶劑來同時溶解高分子和分散粘土,而且大量的溶劑不易回收,對環(huán)境不利。如在溶液中聚環(huán)氧乙烷、聚四氫咲喃、聚己內(nèi)酯等很容易嵌入到層狀硅酸鹽和V205凝膠中。Furuichi等用疏水性綠土(SAN)(季胺鹽交換處理)與聚丙?。≒P)的甲苯溶液共混,經(jīng)加熱可以獲得PP/SAN納米復(fù)合材料。Ruiz-Hitzky等將聚環(huán)氧乙烷(PEO)與不同交換性陽離子的蒙脫上混合攪拌,合成了新的具有二維結(jié)構(gòu)的高分子基納米復(fù)合材料。2.1.1.3溶體插層法溶體插層法是將高分子物加熱到熔融狀態(tài)下,在靜止或剪切力的作用下直接插入片層間,制得高分子基納米復(fù)合材料。對大多數(shù)很重要的高分子來說,因找不到合適的單體來插層或找不到合適的溶劑來同時溶解高分子和分散料,因此上述兩種方式都有其局限性,采用熔體插層法即能很方便的實現(xiàn)。實驗表明,溶體插層法、溶液插層法和插層聚合法所得到的復(fù)合材料具有相同的結(jié)構(gòu)。由于熔體插層法是美國Cornell大學(xué)的Vaia和Giannelis等首先采用的一種創(chuàng)新方法。他們通過熔體插層法制備了PS/粘土、PEO/粘土高分子基納米復(fù)合材料。2.1.1.4原位復(fù)合法原位復(fù)合法是將熱致液晶高分子物與熱塑性樹脂進(jìn)行熔融共混,用擠塑或注塑方法進(jìn)行加工。由于液晶分子有易于自發(fā)取向的特點,液晶微區(qū)沿外力方向取向形成微纖結(jié)構(gòu),在熔體冷卻時這種微纖結(jié)構(gòu)被原位固定下來,故稱原位復(fù)合。只有當(dāng)材料的微區(qū)尺寸在lOOnm以下時才能歸屬于納米復(fù)合材料的范疇。中科院廣州化學(xué)所黎學(xué)東等詳細(xì)概述了原位成纖復(fù)合材料的成纖原理、流變性能、力學(xué)性能、形態(tài)分布、結(jié)晶行為以及影響形態(tài)性能的因素。原位復(fù)合材料的研究開發(fā)進(jìn)展很快,ICE公司的LCP/PA合金、HoechstCelanese公司的LCP/PA12和40%玻纖增強的LCP/PPS合金等均已商品化。原位聚合是可使剛性分子鏈均勻分散的一種復(fù)合新途徑。在柔性聚合物(或其單體)中溶解剛直棒聚合物均勻地分散在高分子機體中而形成原位分子復(fù)合材料,這種方法稱為原位聚合法。錢人元等將吡咯單體溶脹、擴散到柔性鏈聚合物基體中,以一定的引發(fā)劑使吡咯單體在機體中原位就地聚合,制得了既具有一定的導(dǎo)電性,又提高了基體材料力學(xué)性能的原位復(fù)合材料。Lindsey等以微量交聯(lián)的聚乙稀醇(PVA)作基體,用電化學(xué)方法就地使吡咯單體聚合,形成增強微纖,得到PPY/PVA原位分子復(fù)合材料。張晟卯等人采用原位聚合法合成了TiO2/聚丙稀酸丁酯納米復(fù)合薄膜材料。這種納米符合薄膜有望在某些工況條件下作為新型特種潤滑材料而獲得應(yīng)用。賈志杰等將純化的碳納米管與已酰胺,氨基乙酸一起放入反應(yīng)器混合,在一定條件下進(jìn)行聚合反應(yīng),制得尼龍6/碳納米管復(fù)合材料與純商品尼龍6以一定比例共混。結(jié)果表明制得的納米復(fù)合材料性能優(yōu)越。2.2.2溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法是使用烷氧金屬或金屬鹽等前驅(qū)物(水溶性鹽或油溶性醇鹽)溶于水或有機溶劑中形成均質(zhì)溶液,溶質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)形成納米級粒子并形成溶膠,溶膠經(jīng)蒸發(fā)干燥轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。如果條件控制得當(dāng),在凝膠形成與干燥過程中聚合物不發(fā)生相分離,即可獲得高分子基納米復(fù)合材料。近年來,利用金屬烷氧化物的溶膠-凝膠反應(yīng)與聚合反應(yīng)巧妙的組合,制備高分子基納米復(fù)合材料已成為材料科學(xué)新的熱點。溶膠-凝膠法可以分為以下幾種情況:(1)前驅(qū)物溶解在預(yù)形成的高分子物溶液中,在酸、堿或某些鹽催化作用下,讓前驅(qū)物水解,形成半互穿網(wǎng)絡(luò);(2)前驅(qū)物和高分子物單體溶解在溶劑中,讓水解和單體聚合同時進(jìn)行,這一方法可使一些完全不溶的高分子物靠原位生成而均勻地插入無機網(wǎng)絡(luò)中。如果單體未交聯(lián)則形成半互穿網(wǎng)絡(luò),單機交聯(lián)則形成完全互穿網(wǎng)絡(luò);(3)在以上的高分子物或單體中可以引入能與無機組分形成化學(xué)鍵的基團(tuán),增加有機與無機組分之間的相互作用。該方法反應(yīng)條件溫和,分散均勻。孫蓉等任采用溶膠-凝膠法合成了粒徑為40~60nm油酸修飾二氧化鈦納米微粒。牛新書等人以鈦酸四丁酯和硝酸釔為原料,采用溶膠-凝膠法制備了摻雜不同量Y的TiO2納米材料。杜宏偉等人用鈦酸丁酯作前驅(qū)物,N-甲基2.2.3納米粒子直接分散法該方法是將納米粒子直接分散于高分子基質(zhì)來制備高分子基納米復(fù)合材料,其中高分子基質(zhì)多選用具有優(yōu)異性能的功能材料。該方法的優(yōu)點是通過控制條件獲得高分散、小微粒的納米復(fù)合材料。缺點是粒子易發(fā)生團(tuán)聚,難于均勻分散。通常在納米粒子的表面覆蓋一層單分子層活性劑,從而可防止納米粒子本身的凝聚。2.2.4LB膜法LB膜法是利用具有疏水端和親水端的兩親性分子在氣-液界面的定向性質(zhì),來制備高分子基納米復(fù)合材料。目前利用LB膜法制備的高分子基納米復(fù)合材料,主要有兩種方法:一種是利用含金屬離子的LB膜,通過與H2S等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)獲得;另一種是已制備的納米粒子直接進(jìn)行LB膜組裝。用LB膜法制備的納米復(fù)合材料,除具有納米粒子特有的量子尺寸效應(yīng),還具有LB膜分子層次有序、膜厚可控、易于組裝等優(yōu)點。如果改變納米粒子的種類及制備條件,那么可以改變所得到材料的光電性能。從而使得該類材料在微電子學(xué)、光電子學(xué)、非線性光學(xué)和傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。2.2.5微乳液聚合法在FeCL3水溶液/甲苯/甲基丙稀酸的微乳體系中,攪拌、回流2h,得到包覆有甲基丙稀酸,粒徑為1.9~2.7nm的Fe2O3,然后加入適量交聯(lián)劑二乙稀基苯和引發(fā)劑偶氮二異丁腈。將微乳液加熱到70°C并維持7h,然后用甲醇將聚合物/Fe2O3凝膠沉淀出來,制備成有機-無機復(fù)合膜材料。成國祥等確定了水/Span85-Tween60/環(huán)已烷反映微乳液體系的適宜條件,如表面活性劑含量、HLB值和溶水量值:進(jìn)而在其中進(jìn)行丙稀酰胺聚合反應(yīng)和AgCl、ZnS沉淀反應(yīng),制備了大小比較均一、形狀規(guī)則而平均粒徑約為20nm的AgCl/PAM、ZnS/PAM無機/有機納米復(fù)合微粒。3高分子納米復(fù)合材料的應(yīng)用由于高分子納米復(fù)合材料既能發(fā)揮納米粒子自身的小尺寸納米效應(yīng),又能通過與高分子基體材料的相互協(xié)同作用,創(chuàng)造新的功能;既有高分子材料本身易加工、穩(wěn)定性好的特點,有可以使納米粒子所特有的催化、光、電、磁、生物等特殊性質(zhì)得以充分發(fā)揮。因此,雖然高分子納米復(fù)合材料發(fā)展的歷史并不長,但是已經(jīng)在不同領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。見下表:高分子納米復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域納米復(fù)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(xué)性能增強、增韌咼分子材料磁學(xué)性能咼密度磁記錄、磁儲存、吸波隱形材料電學(xué)性能導(dǎo)電漿料、絕緣漿料、非線性電阻、靜電屏蔽、電磁屏蔽材料光學(xué)性能光吸收材料、隱身材料、光通訊材料、非線性光學(xué)材料、光記錄材料、光顯示材料、光電子材料熱學(xué)性能低溫?zé)Y(jié)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(huán)保材料、耐磨材料、減摩材料、高介電材料等4高分子基納米復(fù)合材料的應(yīng)用簡介4.1高性能工程塑料高分子物與硅酸鹽形成高分子基納米復(fù)合材料后,由于其納米粒子的表面與界面效應(yīng)使得復(fù)合材料具有高耐熱性、高強度、高模量和低的膨脹系數(shù),但密度僅為一般復(fù)合材料的65%~75%,因此可作為高性能工程塑料,廣泛應(yīng)用于航空、汽車等行業(yè)。高分子物加入層狀無機物實現(xiàn)納米復(fù)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(xiàn)了納米復(fù)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,而且克服了一般復(fù)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90°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。4.2電子產(chǎn)品材料利用不同電學(xué)特性的高分子物(如絕緣高分子物、高聚物電解質(zhì)、導(dǎo)電高聚
物)與不同電學(xué)特性的層狀無機物(如絕緣體、半導(dǎo)體等)制得的高分子基納米復(fù)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(chǎn)品材料。PE0/Na4蒙脫土或PE0/Li4蒙脫土的導(dǎo)電率與PEO鹽電解質(zhì)接近,但熱穩(wěn)定性更好,在更寬的溫度范圍保持良好的離子導(dǎo)電,而且還克服了PEO鹽電解質(zhì)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(zhì)。PEO與電子導(dǎo)電型層狀無機物復(fù)合(PE0/V205xerogel)。成為離子電子混合導(dǎo)電材料,開拓了新的使用領(lǐng)域。對導(dǎo)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(fù)合材料也已展開了許多研究,材料表現(xiàn)出各種導(dǎo)電性能。絕緣高分子物PS/MoS2納米復(fù)合材料的各向異性電學(xué)特性也非常引人關(guān)注。Niwa等以PVC為基體,用電導(dǎo)率在10-l~10s?cm-l之間。4.3其他應(yīng)用簡介4.3.1解決微機械領(lǐng)域里的潤滑問題計算機微型化和微機械的發(fā)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(xì)和納米級的保護(hù)和潤滑。利用LB膜法制備高分子基納米超薄復(fù)合膜,是解決超薄潤滑問題一條可行的途徑。4.3.2高效催化材料以高分子物/半導(dǎo)體微粒納米復(fù)合材料作催化劑,可提高半導(dǎo)體微粒的光催化活性。Krishnan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(fù)合催化劑。4.3.3改進(jìn)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(shù)為零。所以不能采用常用的熱塑性塑料加工方法來進(jìn)行擠出或注射成型,而采用原位復(fù)合技術(shù)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(fā)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(shè)備進(jìn)行擠出、注射成型。4.3.4高性能復(fù)合材料利用納米粒子的表面與界面效應(yīng)、量子效應(yīng)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符合材料。例如:金
屬等納米粒子與高分子物形成的復(fù)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(yīng)用。某些生物類物質(zhì),例如蛋白質(zhì),可以封存到孔狀的Sol-Gel玻璃中,而形成生物凝膠體,可以控制生物反應(yīng),在生物技術(shù)、酶工程中有著重要的用途。4.3.5高效潤滑劑華中科技大學(xué)關(guān)文超等利用C60合成的納米復(fù)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(jié)構(gòu)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(xué)行為,結(jié)果表明聚合物納米微球具有良好的減磨抗摩性能。4.3.6包裝材料高分子基納米復(fù)合材料
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