高分子复合材料的性能特点
高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究

高分子纤维复合材料的制备及其力学性能分析研究高分子纤维复合材料是一种经过特殊处理与混合而成的高强度复合材料。
它将高分子材料和聚合物纤维合成一体,从而具有了良好的力学性能和物理化学性质。
本篇文章将介绍高分子纤维复合材料的制备过程及其力学性能分析研究。
一、高分子纤维复合材料的制备过程高分子纤维复合材料的制备过程主要包括以下几个步骤:1.材料准备:选用适当的高分子材料和聚合物纤维,进行预处理,使其成为复合材料的适宜原料。
2.混合:将高分子材料和聚合物纤维混合均匀,使其成为均匀的混合材料。
3.成型:利用成型设备将混合材料塑成所需的形状和尺寸,成型方式有注塑、挤出、压缩成型等多种。
4.固化:将成型后的制品进行固化,加快交联反应,增强其力学性能和物理化学性质。
通过以上步骤,高分子纤维复合材料就制备完成了。
二、高分子纤维复合材料的力学性能分析研究高分子纤维复合材料在制备过程中需要注意力学性能的要求,从而保证其使用时具有足够的强度和韧性。
力学性能分析研究对于确定材料的力学特性、制定生产标准和改进生产工艺具有重要意义。
1.拉伸性能分析拉伸性能是衡量高分子纤维复合材料强度的主要指标之一。
拉伸强度主要与纤维的强度、弹性模量有关。
同时,拉伸过程中断裂形态也能够反映材料的韧性。
实验方法为利用拉伸试验机进行拉伸实验,并分析其拉伸强度、极限伸长率等指标。
拉伸性能的研究可以为材料的强度理论计算和优化提供参考依据。
2.吸水性能分析高分子纤维复合材料吸水性能的优劣直接影响复合材料使用的寿命。
材料吸水后,其力学性能会发生变化,因此需要对吸水性能进行研究。
实验方法为将样品置于水中浸泡一定时间后取出,通过重量差计算吸水率。
同时观察吸水后样品的形变、破坏等现象,分析吸水过程中的物理化学变化。
3.热稳定性分析高分子纤维复合材料的热稳定性能影响其在高温环境中的使用寿命。
需要分析其热降解特性、玻璃化转变温度等指标。
实验方法为通过热分析仪对高分子纤维复合材料进行热重分析、差热分析等,观察其热分解规律和热降解温度等指标。
高分子复合材料在航天领域的应用研究

高分子复合材料在航天领域的应用研究导言航天工程是人类追求科技进步和探索未知的重要途径之一。
作为航天领域的重要组成部分,材料科学的发展对于提升航天工程的性能和可靠性起着至关重要的作用。
高分子复合材料以其优异的物理性能和化学特性,成为了航天领域的首选材料之一。
本文将探讨其在航天领域的应用研究以及未来的发展趋势。
第一章高分子复合材料的基本概述1.1 高分子复合材料的定义高分子复合材料是由高分子基体和增强材料(如纤维、颗粒等)组成的材料。
高分子基体是指具有高分子结构的聚合物,增强材料则是在基体中起到增强作用的材料。
高分子复合材料具有轻质、高强度、高耐热、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航天工程中。
1.2 高分子复合材料的特点高分子复合材料具有多样的物化性能,适应了航天领域对材料的多方面需求。
其独特的特点包括:- 轻质高强度:由于增强材料的加入,高分子复合材料具有优异的强度-重量比。
这使得航天器的负载能力更高,且重量更轻。
- 耐高温、耐低温性能:高分子复合材料具有较低的热膨胀系数和良好的热稳定性,能够在极端温度条件下保持其性能稳定。
- 耐腐蚀性:高分子复合材料对酸、碱、盐等腐蚀物质具有良好的抵抗能力,可以保护航天器不受外界环境的损害。
第二章高分子复合材料在航天领域的应用2.1 航天器结构件高分子复合材料在航天器的结构件中有着广泛的应用。
例如,航天器外壳、机翼、蒙皮等结构件可以采用高分子复合材料制造,以提高航天器的强度和耐热性能。
同时,高分子复合材料的轻质特性可以降低航天器总体重量,提高整体性能。
2.2 航天器隔热材料由于在航天过程中面临极端的温度条件,航天器的隔热材料对于保护其内部设备的正常运作至关重要。
高分子复合材料具有良好的隔热性能,因此被广泛应用于航天器的隔热材料中。
例如,碳纤维复合材料能够有效降低热量传导,保护航天器免受高温的影响。
2.3 航天器绝缘材料在航天器中,电子设备的正常运行需要有良好的电气绝缘材料。
高分子复合材料的研究和应用

高分子复合材料的研究和应用随着科技的不断进步,高分子复合材料在各个领域中应用越来越广泛。
高分子复合材料是由高分子基质和多种纤维增强材料、无机材料等加工制成的材料。
这种材料的优点是具有潜在的机械性能、耐腐蚀性能、热稳定性能、振动耐受性能等,因此在汽车、飞机、船舶、纺织、建筑、医疗、电子、环境保护、水净化等领域得到广泛应用。
本文将简要介绍高分子复合材料的种类、特点以及应用。
高分子复合材料种类高分子复合材料包括热固性塑料增强材料、热塑性塑料增强材料、橡胶增强材料、粘结增强材料、纤维增强材料等。
其中,纤维增强材料是最常见和应用最广泛的。
常见的纤维增强材料有碳纤维、玻璃纤维、芳纶等。
碳纤维的强度和模量比钢铁更高,因此在航空航天和赛车等领域中得到广泛应用。
采用碳纤维增强材料制造的飞机和赛车,能减轻重量,提高速度和性能。
玻璃纤维的使用范围更广泛。
它是一种低成本的增强材料,具有优异的生物相容性和化学稳定性。
采用玻璃纤维制成的船舶、管道和储罐等能够耐受海水、化学物质等环境的腐蚀和侵蚀。
芳纶是一种聚酰亚胺纤维,具有高强度和高温稳定性能。
采用芳纶增强材料制成的防弹衣、防火服、高温设备等能够保护人员和设备的安全。
高分子复合材料特点高分子复合材料的特点主要体现在以下几个方面:1.轻质:高分子复合材料具有较低的密度,比金属轻。
2.高强度:由于增强材料的加入,高分子复合材料的强度比单一高分子材料高数倍。
3.耐腐蚀性:高分子复合材料在酸碱、盐水等环境下有较强的耐腐蚀性。
4.耐磨性:高分子复合材料具有良好的耐磨性,适用于易磨损的物品。
5.耐高低温性:高分子复合材料在高温和低温环境下也能保持高强度和稳定性。
高分子复合材料应用高分子复合材料在各个领域中广泛应用。
以汽车工业为例,高分子复合材料可以用于车身和车架的制造,比常规钢铁结构减轻60%的重量,减少了燃料消耗和废气排放,同时提高了车身的刚性和安全性。
在医疗领域,高分子复合材料可以用于制造人工器官、骨骼修复材料等,这些材料具有生物相容性,可以更好的适应人体环境。
最新-高分子纳米复合材料

三、共混法
共混法是最简单、最常见的高分子复合材料制备方法,是指 将纳米粉料与高分子基体材料进行熔融共混或溶液共混,得到纳 米粉料在基体中均匀分布的高分子复合材料,采用这种方法既可 以制备三维结构(0-3型)的复合材料,也可以制备二维(0-2 型)的膜型复合材料。 1、共混法类型
按照共混方式不同,共混法有以下几种类型: ①、溶液共混法
2、纳米复合材料的制备 ①、 纳米颗粒增强复合材料的制备方法有机械合金化、非平
衡合金固态分解、溶胶-凝胶法、气相沉积法、快速凝固法、晶晶 化法、深度塑性种途径来制备。一是通过沉 积形成的各组分非晶混合体系,再经过热处理使其发生化学反应 或热力学分散过程,得到纳米颗粒分散的复合膜。二是通过各组 分的直接共同沉积形成。
除了上面介绍的三类方法常用于高分子纳米复合材料制备以 外,以下几种方法也在某些特殊场合作为纳米复合材料的制备方 法。 1、LB膜复合法
LB膜是利用分子在界面间的相互作用,人为地建立起来的特 殊分子有序体系,是分子水平上的有序组装体。
采用LB膜技术主要被用来制备0-2型纳米复合材料,即高分子 纳米复合膜。 2、模板合成法
2、小尺寸效应 当颗粒小至纳米尺寸时,所引起的宏观物理性质的变化称为
纳米小尺寸效应。纳米小尺寸效应主要反映在熔点、磁学、电 学和光学性能等方面均与大尺寸同类材料明显不同。 3、量子尺寸效应
当颗粒状材料的尺寸小至纳米尺寸时,其电子能级由连续转 变为量子化(最高占据分子轨道和最低空轨道,使能隙变宽,出 现能级的量子化)。这时,纳米材料电子能级之间的间距,随着 颗粒尺寸的减小而增大。当能级间距大于热能、光子能、静电能 以及磁能等的能量时,就会出现一系列与块体材料截然不同的反 常特性,这种效应称之为纳米量子尺寸效应。
高分子合成材料范文

高分子合成材料范文高分子合成材料是一种由化学合成而成的大分子化合物,通常具有高分子量、高强度和高导电性等特点。
高分子合成材料广泛应用于各个领域,如塑料、橡胶、纤维、涂料、胶黏剂等。
在本篇文章中,将会探讨高分子合成材料的特点、分类以及应用领域。
1.高分子量:高分子合成材料的分子量通常在10^4-10^6之间,因此具有较高的物理强度和化学稳定性。
2.可塑性:高分子合成材料具有较好的塑性,可以通过热加工、注塑等方法加工成不同形状的制品。
3.耐磨性:高分子合成材料通常具有较好的耐磨性能,可以用于制造耐磨部件,如轮胎、刷子等。
4.耐化学性:高分子合成材料通常具有较好的耐化学性,不易受到化学药品的侵蚀。
1.聚合物:聚合物是一种由同种或不同种化学单体通过聚合反应合成的高分子化合物,可以进一步分为塑料和橡胶。
塑料是一种具有可塑性的高分子合成材料,可以根据聚合单体的不同特性,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等分类。
橡胶是一种具有高弹性的高分子合成材料,可以根据其硬度和化学结构的不同,如天然橡胶、丁苯橡胶等。
2.高分子复合材料:高分子复合材料由高分子基质和增强材料组成,可以提高材料的力学性能。
常见的高分子复合材料包括聚合物基复合材料、纳米复合材料和纤维增强复合材料等。
3.高分子溶液:高分子溶液是指高分子化合物在溶剂中形成的溶液。
通过调整高分子溶液的浓度、溶剂的种类和温度等条件,可以使其具有不同的性质和应用前景。
1.医疗领域:高分子合成材料被广泛用于医疗器械的制造,如医用塑料制品、人工骨骼和人工器官等。
此外,高分子合成材料还被用于制造药物缓释系统和生物医学材料。
2.电子领域:高分子合成材料被广泛应用于电子器件的制造,如电子电缆、绝缘材料和电子芯片等。
3.环保领域:高分子合成材料被广泛应用于环保材料的研发和生产,如可降解塑料和水处理材料等。
4.能源领域:高分子合成材料被应用于太阳能电池板、燃料电池和锂离子电池等能源领域。
总之,高分子合成材料具有高分子量、可塑性、耐磨性和耐化学性等特点,广泛应用于医疗、电子、环保和能源等领域。
高分子复合材料

高分子复合材料姓名:顾大伟学号:5091109012 班级:F09110011.简述聚合物复合混凝土材料。
混凝土聚合物复合材料是利用水泥混凝土的制造方法和施工技术与高分子材料有效结合而产生的一种新型材料。
用于水泥混凝土改性的聚合物种类很多,对水泥混凝土进行改性的具体工艺也多种多样,最终获得的改性水泥混凝土主要有三种:(1)聚合物混凝土或树脂混凝土(PC);(2)聚合物浸渍混凝土(PIC);(3)聚合物改性水泥混凝土(PMC)。
(1)聚合物混凝土或树脂混凝土(PC)聚合物混凝土是指在集料中加入一种或几种树脂(或单体)作为粘合剂,在固化剂的作用下经聚合反应即为聚合物混凝土。
Ⅰ.聚合物混凝土原材料:包括粘合剂、集料、填料和其他材料等。
A.粘合剂聚合物混凝土制造中采用的粘合剂种类很多,参见表1。
粘合剂中以不饱和聚酯树脂的价格较低,对聚合物混凝土的固化控制较容易;采用MMA时,由于粘度低,聚合物混凝土的工作度好,施工方便,其低温(-22℃)固化性能较优。
B.集料聚合物混凝土中采用的集料有河砂、碎石、河砾石和人造轻骨料等。
日本通常要求集料的含水率<0.5%,美国的一些规范要求<1%,否则应进行电热强制干燥。
C.填料用以改善聚合物混凝土的流动性,防止离析,并可提高其表面硬度。
填料一般粒径为1~30微米。
常用填料有:重质碳酸钙(日本多采用,但耐酸工程中不能用)、硅灰、粉煤灰和矿渣粉等。
使用的填料要求干燥。
D.其他材料聚合物混凝土中要掺入相应的固化剂或固化促进剂,以控制混凝土的固化时间和施工时间。
掺入偶联剂以提高粘合剂和集料界面间的粘结力,改善聚合物混凝土的耐久性并提高强度;掺入某种颜料以获得特殊的色彩效果。
为了提高聚合物混凝土的性能,也可在聚合物混凝土中配备或掺入补强材料,如圆钢、预应力钢筋、玻璃纤维强化塑料棒材、钢纤维、聚酰胺纤维等。
图1.日本聚合物混凝土、砂浆用聚合物粘合剂或液体树脂的分类Ⅱ聚合物混凝土性能:聚合物混凝土的强度和其粘合剂、集料等的性能及配比关系很大。
高分子复合材料

高分子复合材料
高分子复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的复合材料,其中至少一种是高分子材料。
高分子复合材料具有优异的性能和广泛的应用领域,因此备受关注。
首先,高分子复合材料具有优异的力学性能。
由于高分子材料的特殊结构和化学键的存在,高分子复合材料通常具有较高的强度和韧性,能够承受较大的外部载荷,因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
其次,高分子复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
高分子材料通常具有较好的耐腐蚀性,能够抵抗酸碱、盐水等介质的侵蚀,因此在海洋工程、化工设备等领域有着重要的应用。
此外,高分子复合材料还具有较低的密度和良好的绝缘性能。
由于高分子材料本身的低密度特性,高分子复合材料通常具有较轻的重量,能够降低结构的自重,因此在航空航天、轻量化制造等领域有着广泛的应用。
同时,高分子复合材料还具有良好的绝缘性能,能够有效地隔离电、热等能量传递,因此在电子电气、建筑材料等领域有着重要的应用。
总的来说,高分子复合材料具有优异的力学性能、良好的耐腐蚀性能、较低的密度和良好的绝缘性能,因此在航空航天、汽车制造、海洋工程、化工设备、电子电气、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步,高分子复合材料的研究和应用将会得到进一步的推广和发展,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
高分子纳米复合材料

高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由高分子材料与纳米材料混合而成的新型材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
在高分子基体中加入纳米填料,可以显著改善高分子材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等,使其具有更广泛的应用领域。
首先,高分子纳米复合材料在力学性能上表现出色。
由于纳米填料的加入,高分子基体的强度、刚度和韧性得到了显著提高。
例如,碳纳米管、纳米粒子等纳米填料的加入可以大大增强高分子材料的拉伸强度和弯曲强度,提高其耐磨性和耐疲劳性,使其在工程结构材料中得到广泛应用。
其次,高分子纳米复合材料在热学性能上也有显著的改进。
纳米填料的加入可以有效提高高分子材料的热稳定性和热导率,使其在高温环境下仍能保持良好的性能。
例如,氧化铝纳米粒子的加入可以显著提高高分子材料的热导率,使其在电子器件散热材料中得到广泛应用。
此外,高分子纳米复合材料在电学性能和光学性能上也表现出色。
纳米填料的加入可以提高高分子材料的导电性能和光学透明性,使其在电子器件、光学器件等领域有着广泛的应用前景。
例如,碳纳米管的加入可以显著提高高分子材料的导电性能,使其在导电材料中得到广泛应用。
总的来说,高分子纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景,其在力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等方面都有显著的改进。
随着纳米技术的不断发展,高分子纳米复合材料必将在材料领域中发挥越来越重要的作用,为各个领域的发展提供更加优异的材料支撑。
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高分子复合材料的性能特点陈金鹏(河北工业大学材料科学与工程学院,材料物理与化学国家重点学科,天津)摘要:简单介绍了稀土/高分子复合材料,磁智能材料,聚合物基纳米复合材料,导电高分子复合材料,磁性纳米高分子复合材料等几种高分子复合材料的性能和特点,以及对它们的制作方法做了简单的介绍。
关键词:高分子复合材料,纳米材料,特性The performance characteristics of polymer compositematerialsChen jin peng(College of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin, China )Abstract: Introduced several the performance and characteristics of the rare earth/polymer composite material l, magnetic intelligent materials, polymer nanocomposites,conductive polymer composite material, magnetic nano polymer compositemacromolecule composite materials, and their production methods do brieflyintroduced.Key words:Polymer composite materials, Nano materials, characteristics1.1稀土/高分子复合材料在高分子材料科学发展过程中,兼备高分子材料质轻、高比强度、易加工、耐腐蚀的优点,同时又具有光、电、磁、声等性能的特种高分子复合材料备受推崇。
稀土因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁等特性,这些特性是人们制备稀土/高分子复合材料强烈的技术和应用的驱动力。
在简单掺混型稀土/高分子复合材料的制备过程中,研究较多的是稀土无机化合物与高分子材料的复合, 后者是热固性树脂或热塑性树脂对稀土化合物与弹性体(热塑性弹性体和热固性弹性体)的复合进行了研究,得到的稀土/天然橡胶复合材料和稀土/聚氨醋热塑性弹性体复合材料,二者不仅常规物理机械性能优异,弹性好,而且还具有极好的防护中子的能力,用稀土化合物与弹性高分子材料进行复合制备的射线屏蔽材料较适合于固定式场所的应用及获得柔软材料,如医用射线防护服等。
进入20世纪80年代,链上直接键合稀土聚合物的研究逐渐展开,并在制备荧光、激光和磁性材料以及光学塑料、催化剂等方面取得了一定成果[1]。
如在尼龙聚合过程中加入环烷酸铈能使硅、铁杂质含量明显降低,聚合度增高,产品的耐磨性成倍提高,耐热性提高10%以上,拉伸强度提高70%[2]。
稀土稳定的PVC试样的玻璃化转变温度比硬脂酸镉稳定试样高3O C,因此稀土可用作PVC和PE等热塑性高分子材料的无毒稳定剂,可有效地解决铅、镉等重金属稳定剂对人体、环境造成的危害。
稀土离子与含(二酮基、吡啶基、羧基、磺酸基高分子配体作用可制成含铕离子或铽离子的稀土高分子发光材料,前者产生613nm的红色荧光,后者发射545nm的绿色荧光[3];而铕离子与含冠醚基的高分子配体作用,获得的是产生强蓝色荧光的材料[4]。
1.2磁智能材料能够对环境感知和响应且具有功能发现能力的“微球”和“纳球”高分子材料是当前智能高分子材料研究的前沿。
“微球”粒径可达"1~100μm,“纳球”粒径小于100nm。
这些“微球”和“纳球”可实现单一输入(如光)、多重响应(电、磁、光、热),多重输入、多重响应功能,这对生物技术领域具有十分重要的意义[5]。
邱广明等[6]以磁性氧化铁胶体粒子为种子粒子,采用吸附-溶胀法,通过苯乙烯等单体的乳液聚合制备了分布均一的亚微米级磁性高分子微球,微球粒径为0.1~0.3μm。
能否用具有磁性的稀土粒子代替氧化铁粒子制备稀土/高分子复合微球,还有待于人们的尝试。
1.3聚合物基纳米复合材料近年来,纳米材料已经在许多科学领域引起了广泛的重视和研究,成为材料科学的热点,世界许多国家都将抢占纳米科学制高点作为21 世纪发展的战略目标。
由于纳米粒子尺寸较小,因表面积很大而产生的量子效应和表面效应,它使得纳米材料具有许多特殊的性质,例如磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化和烧结等许多方面都呈现各种各样的优异性质[7,8]。
纳米复合材料0 (Nanocompsites)是80年代初由Roy等人提出来的,与单一相组成的纳米结晶材料和纳米相材料不同,它是由两种或两种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级大小( 1~ 100nm)复合而成的复合材料。
这些固相可以是非晶质、半晶质、晶质或者兼而有之,而且可以是无机、有机或二者都有[9]。
因此,纳米复合材料可分为无机纳米复合材料、聚合物基P无机复合纳米、聚合物基P聚合物纳米复合材料。
聚合物纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料,所采用的纳米单元按成分分可以是金属, 也可以是陶瓷、高分子等;按几何条件分可以是球状、片状、柱状纳米粒子,甚至是纳米丝、纳米管、纳米膜等;按相结构分可以是单相, 也可以是多相,它涉及的范围很广,广义上说多相高分子复合材料, 只要其某一组成相至少有一维的尺寸处在纳米尺度范围( 1nm~ 100nm)内,就可将其看为高分子纳米复合材料。
对通常的纳米粒子P高分子复合材料按其复合的类型大致可分为三种:纳米微粒与纳米微粒复合( 0- 0 复合) ,复合纳米薄膜( 0- 2复合)和纳米微粒与常规块体复合( 0- 3 复合)。
纳米粒子在高分子基体中可以均匀分散, 也可以非均匀分散; 可能有序排布, 也可能无序排布;复合体系的主要几何参数包括纳米单元的自身几何参数, 空间分布参数和体积分数。
此外,还有1- 3 复合型, 2- 3 复合型高分子纳米复合材料, 高分子纳米多层膜复合材料,有机高分子介孔固体与异质纳米粒子组装的复合材料等等[10]。
原位复合是将热致液晶聚合物与热塑性树脂进行熔融共混,用挤塑或注塑方法进行加工,由于液晶分子有易于自发取向的特点,液晶微区沿外力方向取向形成微纤结构,在熔体冷却时这种微纤结构被原位固定下来,故称为原位复合。
只有当材料的微区尺寸在100nm以下才属于纳米材料。
中科院的黎学东等详细描述了原位成纤复合材料的成纤原理、流变性能、力学性能、形态及形态分布、结晶熔融行为以及影响形态性能的因素。
ICE公司的液晶聚合物P尼龙(LCP PPA)合金, Ho echst Celanese公司的LCP PPA12和40%玻纤增强的液晶聚合物P 聚苯硫醚(LCP PPPS)合金等均已商品化[11]。
由于微纤所起的增强效果有限,其发展前景不如预计的那么乐观。
原位聚合是可使刚性分子链均匀分散的一种复合的新途径。
在柔性聚合物(或其单元)中溶解刚性直棒状聚合物,使其均匀分散在高分子基体中而形成原位分子复合材料,这种方法称为原位聚合法。
钱人元等将吡咯单体溶涨、扩散到柔性链聚合物基体中,以一定的引发剂使吡咯单体在基体中原位就地聚合,制得既有一定导电性,又提高了基体材料力学性能的原位复合材料。
Lindsey[12]等以微量交联的聚乙烯醇做基体,用电化学方法就地使吡咯单体聚合,形成增强微纤,得到PPY PPV A原位分子复合材料。
Niwa[13]等以PVC为基体, 也用电化学合成的方法获得了PPY PPVC分子复合材料膜,其电导率在10- 1~ 10s Pcm 之间。
白宗武等[14]用较低分子量尼龙- 6 作为基体树脂, 以芳香族二醛和芳香族二胺原微缩聚形成刚性分子聚合物作为增强剂制备了分子复合材料。
这种材料的模量比基体材料可提高50%,拉伸强度也得到了提高。
利用模板聚合,将有纳米级尺寸微孔的聚合物浸入另一种单体和氧化剂中,使单体熔涨于纳米级微孔中, 用一定的引发剂获一定的聚合方法使单体在微孔中形成微纤或中空的纳米管,从而形成增强的聚合物P聚合物复合材料。
关于聚合物纳米微纤P聚合物的合成目前已有所报道[15]。
多种有机、无机组份和大量不同的合成方法可供选择, 所以可得到各种各样的新型纳米复合材料。
由于具有优异的力学性能和其它很多方面的综合性能,使它在有机P无机、有机P有机纳米复合材料在高性能工程塑料、阻燃材料、电致发光或光致变材料、半导体与导电材料、新型包装材料等领域都有巨大的应用潜力。
例如,层状硅酸盐与聚合物形成纳米复合材料以后,由于其纳米尺度效应和较强的界面粘结,具有高耐热性、高强度、高模量和低的膨胀系数,而密度仅为一般复合材料的65%- 75%,因此广泛用于航空、汽车领域。
目前,丰田汽车公司已成功将Nylon6 P粘土纳米复合材料应用于汽车上[ 16];一般的阻燃剂加入PA6后,都会在增强阻燃能力的同时,使力学性能降低。
Gllman[ 17]采用纳米粒子改善材料的阻燃性。
通过TEM 观察发现,不但其力学性能没有降低,而是大有增加,而且由于粘土PPA6是复合层结构,粘土起到了绝热作用,阻止了PA6的分解产物的放出,从而提高了PA6基体的阻燃性; Colvin[18]等结合纳米CdSe与聚苯乙烯制得了一种有机P无机复合发光装置, 随着纳米颗粒的大小变化, 发光的颜色也会随着变化; 而采用PEO PNa+2蒙脱土或PEO PLi+2蒙脱土的导电率与PEO盐相近, 但热稳定性更好,在更宽的温度范围保持良好的离子导电性,可用于固态电池的电解质。
PEO PV2O5纳米复合材料成为离子-电子混合导电材料,开拓了新的使用领域。
1.4 导电高分子复合材料长期以来,高分子材料都是被作为电绝缘材料使用的,如果能赋予其导电性,就可进一步拓宽聚合物的应用领域。
1977年美国宾夕法尼亚大学的MacDiarmid教授等首先发现了第一个高导电性高分子材料-经过掺杂处理的聚乙炔,导电率从未经掺杂是的10-10S/cm,挺高12个数量级,达到2×108 S/cm,引起了人们极大的兴趣;此后,又相继发现了TCN Q、聚毗咯等材料,开始了导电聚合物的新时代。
但是,这类材料的稳定性、重现性较差,导电率分布范围较窄,成本较高,尚未能进入批量生产的实用阶段[19]。
美国对导电性高分子复合材料的需求量以每年20%-30%的速度递增,具有很大的市场潜力[20]。
在日本,导电性高分子复合材料也获得了广泛的应用,有关研究课题已被列入通产省于1987年制定的“21世纪产业基础技术研究开发”之中12项优先科研项目之一。