我的煤炭网

我的煤炭网>新闻>综合信息>选矿知识>聚合物纳米复合材料的制备方法(纳米复合材料性能)

聚合物纳米复合材料的制备方法(纳米复合材料性能)

聚合物纳米复合材料的制备方法(纳米复合材料性能) 聚合物纳米复合材料的研究进展

聚烯烃是一类综合性能优良、应用十分广泛的通用树脂。由于其具有众多的优良特性,其发展十分迅速、应用十分普遍。而粘土作为我国范围内来源丰富、价格低廉等优点也成为科学界研究的目标之一。本文对聚烯烃/粘土纳米复合材料的发展进行了简单的总结。

1.聚烯烃

聚烯烃是由烯烃和一些环烯烃聚合或共聚得到的一种高分子化合物。因其加工简单,能耗低,原料丰富,发展迅速,在合成树脂和塑料中的比重逐年增加。按体积计算,聚烯烃树脂已经超过钢材,成为人类不可或缺的材料。但其性能也有不足之处:比如与工程塑料相比,撕裂强度低,硬度低;耐摩擦性、耐热性和阻燃性差;化学和环境抗性药物表现不佳[1]。为了进一步提高材料的性能,对其进行改性不仅具有很高的学术价值,而且对于提升传统产品也具有划时代的意义[2]。因此,解决现有聚烯烃材料存在的问题,研究开发性能更好、技术更先进、成本更低、无环境污染的聚烯烃新技术,是21世纪石化工业的重要目标。如今,通用塑料的工程化研究已成为高分子材料的研究方向之一,而该领域的首选是聚烯烃塑料的填充改性。在聚烯烃中加入填料可以提高材料的力学性能,改善其加工性能,同时也可以降低成本[3]。

2.纳米复合材料

纳米复合材料的概念是由Roy在1984年首次提出的。是指复合材料分散相中至少有一相的一维尺寸达到纳米级(1 ~ 100纳米)的材料。近年来,纳米复合材料发展迅速,被称为& ldquo21世纪最有前途的材料之一& rdquo,受到了科技界的广泛关注,从而形成了研究纳米复合材料的热潮。纳米复合材料的研究在金属和陶瓷领域已经广泛而深入地开展,而聚合物纳米复合材料的研究起步较晚,但近年来发展迅速,引起了高分子科学领域的广泛关注[4]。

3.聚合物纳米复合材料

聚合物纳米复合材料是以聚合物为基体(连续相),无机粒子以纳米尺度(小于100纳米)分散在基体中的新型聚合物复合材料。与传统复合材料相比,由于纳米粒子带来的纳米效应以及纳米粒子与基体的界面相互作用,聚合物纳米复合材料比相同组成的传统聚合物复合材料具有更好的力学和热学性能,这使得制备新一代高性能多功能复合材料成为可能[6]。

根据组分(层状硅酸盐、有机阳离子和聚合物基体)的特性和复合材料的制备方法,可以制备三种类型的复合材料:当聚合物不能插入层状硅酸盐片之间时,得到相分散的复合材料,即传统的& ldquo微复合材料& rdquo当聚合物链插入层状硅酸盐的片层之间时,形成聚合物/层状硅酸盐交替有序的多层形态,然后& ldquo插层纳米复合材料;当层状硅酸盐片层完全均匀地分散在连续的聚合物基体中时,聚合物的“结晶度”降低。剥离纳米复合材料;。x射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)可以区分插层和剥离的纳米复合材料。剥离的纳米复合材料的特征在于没有XRD衍射峰,这是由于层状硅酸盐层的大间距或层状硅酸盐层的完全无序。TEM可以观察到复合材料的形貌,尤其是层状硅酸盐层的完全无序结构。除了上述两种结构明确的纳米复合材料外,另一种中间结构介于插层和剥离纳米复合材料之间,即插层和剥离结构同时存在。通常这种结构的复合材料XRD衍射峰变宽,需要结合TEM来判断复合材料的整体结构。

制备纳米复合材料的方法可以采用的方法包括:原位复合& rdquo诸如此类。近年来,原位复合法制备纳米复合材料已成为材料科学领域中一个比较新的课题。其中,插层原位复合法是一种典型的原位复合法,是指在聚合过程中,将聚合物单体插入粘土层间,制备二维有序纳米复合材料的方法。因为纳米级的粘土分散片层是在聚合物聚合的过程中形成的,所以也叫& ldquo原位复合& rdquo。由于分散相与基体的界面面积大,纳米复合材料能充分结合分散相和基体的性能,其性能较基体有很大提高。

由于纳米粒子的粒径小、比表面积大(约100m2/g)、表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,以及聚合物的低密度、高强度、耐腐蚀、易加工等优良特性,聚合物纳米复合材料表现出许多不同于聚合物复合材料的特性。纳米粒子不仅显著提高聚合物的强度、刚性和韧性,而且由于其尺寸小、透光性好,可以增加塑料的密度,改善塑料的透光率、耐水性、阻隔性、耐热性和耐老化性等功能特性。聚合物纳米复合材料具有以下特点:(1)与传统共混物相比,重量更轻; 

免责声明:本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。

下一篇:钛白粉的应用范围(钛白粉的用途与价值)

上一篇:工业炼铁的操作注意事项(炼铁预防安全措施)