聚合物纳米复合材料电介质
聚合物纳米复合材料
此外，聚合物纳米复合材料还具有优异的阻燃性能和耐腐蚀性能。这使得其在航空航天、建筑材料、电子器件等领域有着重要的应用前景。
总的来说，聚合物纳米复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料，其在力学性能、导电性能、热传导性能、阻燃性能和耐腐蚀性能等方面都具有优异的特性。随着材料科学领域的不断发展和进步，相信聚合物纳米复合材料将会在各个领域发挥重要作用，为人类社会的发展和进步做出重要贡献。
聚合物纳米复合材料
聚合物纳米复合材料是一种新型的材料，它将聚合物基体与纳米材料进行复合，从而获得了优异的性能和应用特性。这种材料在材料科学领域引起了广泛的关注和研究，其在各领域都有着重要的应用前景。
首先，聚合物纳米复合材料具有优异的力学性能。由于纳米材料的加入，使得复合材料的强度、硬度和韧性得到了显著提高。这使得聚合物纳米复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
第四章聚合物基纳米复合材料
第四章聚合物基纳米复合材料聚合物基纳米复合材料指的是由纳米颗粒嵌入到聚合物基质中形成的一种复合材料。
由于纳米颗粒具有特殊的性质和高比表面积，与基质的相互作用使得聚合物基纳米复合材料具有许多优异的性能，包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。
这些特性使得聚合物基纳米复合材料在各个领域具有广泛的应用潜力。
聚合物基纳米复合材料的制备通常分为两个步骤：纳米颗粒的合成和复合材料的制备。
首先，纳米颗粒可以通过溶液法、溶胶-凝胶法、气相法和机械法等不同的方法进行合成。
合成的纳米颗粒可以是金属、氧化物、粉末和纳米碳管等。
然后，将合成得到的纳米颗粒与聚合物基质进行混合，通过溶液浸渍法、熔融共混法、热交联法等不同的方法进行复合材料的制备。
聚合物基纳米复合材料具有许多优秀的性能。
首先，由于纳米颗粒的加入，复合材料的力学性能得到了显著的改善。
纳米颗粒可以增加材料的强度、刚度和耐磨性等。
同时，纳米颗粒的高比表面积也有利于聚合物与纳米颗粒之间的相互作用，从而提高材料的耐热性和耐候性。
其次，聚合物基纳米复合材料还具有良好的导电性和光学性能。
纳米颗粒的导电性和光学性质可以直接作用于复合材料，在电子器件、传感器和光学器件等领域具有广泛的应用前景。
另外，纳米颗粒的尺寸和形状也可以对材料的导电性和光学性质进行调控，进一步扩展了材料的应用范围。
此外，聚合物基纳米复合材料还具有良好的阻隔性能和增强效应。
纳米颗粒的加入可以显著提高复合材料对气体、水汽、有机物和防火等有害物质的阻隔能力。
同时，纳米颗粒与聚合物基质之间的相互作用也可以增强复合材料的韧性和断裂韧性，提高材料的耐久性和可靠性。
综上所述，聚合物基纳米复合材料具有多种优异性能，可以应用于材料科学、电子器件、传感器、光学器件、耐热性材料、阻隔材料和增强材料等领域。
随着纳米技术的发展和成熟，聚合物基纳米复合材料将在更多的领域得到广泛应用。
聚合物纳米复合材料
聚合物纳米复合材料的研究进展摘要关键字Abstract1.引言纳米材料是指材料的显微组织中至少有一相的一维尺寸在1-100nm以内的材料。
由于平均粒径小，表面原子多，比表面积大，表面能高，因而呈现出独特的小尺寸效应、表面效应、量子隧道等特性，具有许多材料所没有的性能。
介于其超凡特性，纳米材料越来越得到广泛的关注。
不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一，尤其是聚合物纳米材料。
本文就聚合物纳米复合材料的分类、制备、改性、应用及问题和未来展望展开叙述。
2.聚合物纳米复合材料定义与分类2.1定义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，纳米单元可以是金属、无机物和高分子等。
2.2分类根据组分不同，可分为：a）聚合物/聚合物纳米复合材料：由两种或两种以上的聚合物混在一起而其中有一纳米尺寸的聚合物分散于其它聚合物单体所构成的复合材料。
如第三代环氧树脂粘接剂，它是将预聚合的球状交联橡胶粒子分散于环氧树脂中固化而成的。
b）聚合物/层状纳米无机物复合材料：是将层状的无机物以纳米尺度分散于聚合物中而形成的。
通常采用插层法制备。
目前用的最多的是蒙脱土，蒙脱土是以片状晶体而构成的。
c）聚合物/无机纳米复合粒子复合材料：是将纳米级无机粒子填充到聚合物当中去的。
由于小尺寸效应使材料具有光、电、声、磁等功能，赋予材料良好的综合性能。
3.聚合物纳米复合材料制备3.1插层复合法插层复合法是目前制备聚合物纳米复合材料的主要方法。
根据复合过程，插层复合法可分为两类，1）插层聚合法：原理是将聚合物单体分散，插层进入层状硅酸盐片层中，然后再原位聚合，利用聚合时放出的大量的热量克服硅酸盐片层间的库仑力，使其剥离，从而使硅酸盐片层与聚合物基体以纳米尺度相复合；2）熔体插层法：原理是将插层无机物与高聚物插入层状无机的层间，该方法优点是不需要其它介质，不污染环境，操作简单，适用面广。
插层复合法主要适用于有机聚合物/无机物混合物一类。
陶瓷增强聚合物纳米复合材料
陶瓷增强聚合物纳米复合材料
陶瓷增强聚合物纳米复合材料是近年来备受关注的一种新型材料，它通过将陶瓷颗粒或纤维与聚合物基体进行复合，从而综合了陶瓷材料的硬度、高温性能和耐磨性以及聚合物材料的韧性和加工性能优点。
这种复合材料不仅在工程领域有广泛的应用前景，还在航空航天、汽车制造、电子行业等领域有着重要的应用价值。
首先，陶瓷增强聚合物纳米复合材料具有优异的力学性能。
由于陶瓷的高硬度和聚合物的高韧性结合，使得复合材料既具备了较高的强度和刚度，又具有良好的抗冲击性和韧性，在受力时能够有效地分散和吸收能量，从而提高了材料的整体性能。
这使得陶瓷增强聚合物纳米复合材料成为制造复杂结构件和要求高强度、高韧性的零部件的理想选择。
其次，陶瓷增强聚合物纳米复合材料还具有良好的耐磨性和耐高温性能。
陶瓷颗粒或纤维的引入可以有效提升复合材料的硬度和耐磨性，使得材料在高温、高速摩擦等恶劣环境下表现出色，大大延长了材料的使用寿命。
这种特性使得陶瓷增强聚合物纳米复合材料在汽车制造和航空航天领域中有着广泛的应用，例如制动系统零部件、引擎零部件等都可以采用这种复合材料来提高性能。
此外，陶瓷增强聚合物纳米复合材料还具有较好的耐腐蚀性和导电性能。
对于一些需要在腐蚀介质中使用的零部件来说，使用这种复合材料可以有效地延长零部件的使用寿命，降低维护成本。
同时，一些需要导电性能的零部件也可以借助添加导电陶瓷颗粒来实现，为电子行业、通讯行业等提供了新的材料选择。
综合来看，陶瓷增强聚合物纳米复合材料是一种具有广阔应用前景和巨大发展潜力的新型材料。
随着科技的不断发展和材料工程领域的进步，相信这种复合材料将在更多领域展现出其独特的优势，为现代工业的发展做出更大的贡献。
聚合物材料的纳米复合及其性能研究
聚合物材料的纳米复合及其性能研究随着科技的不断发展，聚合物材料的纳米复合已逐渐成为研究的热点。
这种新型材料以纳米级的颗粒为基础，通过与聚合物基体的复合，具有更优异的性能。
下面我们将从纳米复合材料的概念，制备工艺、结构特点、以及性能方面分别展开论述。
一、纳米复合材料的概念聚合物材料的纳米复合指的是将纳米颗粒与聚合物基体进行复合，使纳米颗粒与聚合物基体之间产生化学和物理性质的相互作用，使得材料在某些性能方面比纯聚合物基体更具优异性。
相比于传统的材料，纳米复合材料在硬度、韧性、导电性等方面表现得更为优异。
二、制备工艺目前的制备工艺主要有两种，即溶液复合法和反应复合法。
溶液复合法：该制备方法需要将纳米颗粒和聚合物分别分散到相同的溶液中，并通过机械搅拌、超声波处理等方式将两种材料均匀混合。
然后，通过高温、高压、真空或其他物理学过程将纳米颗粒与聚合物基体之间形成一定的相互作用力。
反应复合法：该制备方法是通过聚合反应中的双向交联反应，使纳米粒子与聚合物初始物质同时进行化学反应，将纳米颗粒与聚合物基体形成一个三维网络结构。
相比于溶液复合法，反应复合法可以实现更高的复合效率，因此被广泛应用。
三、结构特点纳米复合材料的结构特点主要表现在以下几个方面：1、纳米颗粒的尺寸：颗粒尺寸的减小可以增加纳米复合材料的比表面积，从而提高颗粒与聚合物基质的接触面积，进而增强纳米颗粒与聚合物基体之间的相互作用。
2、纳米颗粒的分散度：纳米材料的分散度可以影响到材料的复合效率和性能。
当纳米颗粒能够均匀分散在聚合物基体中时，材料的性能会更优。
3、界面特性：纳米颗粒与聚合物基质之间的相互作用力分为化学键和物理键。
物理键主要由范德华力、静电吸引力以及亲疏水性相互作用力等组成。
化学键主要由离子键、共价键和协同键等组成。
四、性能特点纳米复合材料具有以下性能特点：1、硬度和强度：纳米复合材料由于颗粒分散度高、具有纳米尺度的结构特点，因此其硬度和强度性能优异。
13.聚合物纳米复合材料(一)详解
钙土
碳酸钠或氯化钠的饱和溶液
钠土
① 需要水的存在。
此反响 简洁吗？
② 钙土是水不溶性片状晶形，悬浮于水中，钙土与碳酸钠反响，只是在颗粒
的外表进展，假设这一层钠化膜不能准时剥离掉，会影响里层的钠化，导致
夹生现象和大量未反响的游离碳酸钠存在，二者对产品质量和泥浆性能都产
生不利的影响。
构造的另一特点
蒙脱石粉末由九十个根本颗粒聚拢而成，每个颗粒 尺寸为10~50微米。
最早的纳米塑料应用
1991年日本丰田中心争论院和日本宇部兴产公司 〔尼龙树脂厂〕联合开发的纳米尼龙6，作为汽车 定时器罩，从今拉开了纳米塑料快速进展的序幕。
问题 〔1〕这种纳米塑料的填料是什么？ 〔2〕有什么特性？ 〔3〕如何实现聚合物的复合？
13.2 尼龙6/层状硅酸盐纳米复合材料
Polymer/Layered Silicate Nanocomposites
蒙脱石原料药除用于制剂外还用于药物合成以及作为辅 料用于缓释制剂。
聚合物/蒙脱石复合材料
蒙脱土也简称黏土，所以蒙脱石、蒙脱土、黏土都 是指一个意思，都是可剥离的层状硅酸盐。
聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料〔polymer/layered silicate nanocomposites )、聚合物/蒙脱石纳米复合材 料〔polymer/monotmorillonnite nanocomposites)都 是指一个意思，可以计为PLSNs。
(2) 钠化方法
④对辊挤压法
此方法为将碱液直接参与到颗粒小于5 mm枯 燥钙基土中，拌匀后挤压两次，自然枯燥，粉碎。 是生产效率高、节电省力、易于枯燥和投资少的一 种方法。
(3) 蒙脱土的酸化
为啥要酸化处理蒙脱土？？？？ 酸化处理的实质是酸化后的蒙脱石产生很多的小孔。
高电压技术及固体绝缘材料的进展
高电压技术及固体绝缘材料的进展1.前言高电压与绝缘技术是随着高电压远距离输电而发展起来的一门电力科学技术，它是一门新的学科，它是随着电力系统输电电压的提高和近代物理的进展而得到发展的。
高电压与绝缘技术的基本任务是研究高电压的获得和高电压下电介质及其电力系统的行为和特点。
本文介绍一些固体介质材料的新进展情况以及高电压发展趋势。
2.绝缘材料2.1 无机纳米复合电解质无机纳米/有机聚合物复合材料的发展已有近20年的历史。
早在1985年，为了善聚合物材料的强度和韧性，日本和美国开始了无机纳米/有机聚合物复合材的研究。
通过添加无机纳米粒子得到的复合材料，其强度和韧性大大提高，软化温度也比单纯聚合物有所提高。
我国学者通过将无机纳米粉体如、加入到环氧树脂、聚酯等绝缘聚合物中用于工程电工的绝缘电介质材料后发现，其绝缘性能、老化性能以及材料的耐大电流冲击能力提高了5到100倍。
对于无机纳米复合电解质的介电特性作如下分析：2.1.1 电阻率和电导率电阻率是电介质最基本的性能参数之一，可分为电子单导和离子电导两种。
很多文献都对纳米掺杂引起的聚合物电阻率的变化做了研究，界面区是一个纳米系统，其厚度取决于界面力作用性质，如果是短程力作用，则厚度将小于1nm，如果是长程力作用，例如在电介质中界面带电其厚度可能达到10nm以上。
界面在控制电荷输运过程中起着重要作用已经是一个公认的事实。
纳米电介质的许多优异性能都被认为与界面结构和行为有关。
纳米颗粒表面改变了聚合物结构体和局部电荷分布。
随着填料尺寸的减小，界面区域的聚合物相对体积逐渐增大，界面作用开始占据主导地位。
纳米掺杂所形成的界面区域的结构不同于聚合物基体，存在大量的界面态，有可能改变复合物体内的陷阱密度和陷阱能级。
纳米掺杂后材料的电阻率增大，可能是由于纳米掺杂通过物理化学作用在界面区引入了大量的深陷阱或使得原有的陷阱能级变深，降低了载流子迁移率，从而致使电阻率增大和电导率减小。
聚合物基复合材料在高介电材料方面的应用与发展
聚合物基复合材料在高介电材料方面的应用与发展姓名:*** 班级：高分子化学与物理学号：****摘要：高介电常数聚合物具有优异的介电性和柔韧性，可以制备高容量有机薄膜电容器等无源器件，近年来受到广泛关注。
本文概述了目前高介电聚合物基复合材料的主要问题，论述了铁电陶瓷－聚合物型、氧化物－聚合物型、碳纳米管－聚合物型、金属导电颗粒－聚合物型、全有机高分子聚合物型等高介电复合材料的国内外研究进展。
并指出提高介电常数、储能密度，减小介电损耗，降低制备成本是未来发展的方向。
关键词：高介电常数复合材料聚合物填料介电损耗正文：随着信息技术的发展，作为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、动态随机存储器(DRAM)以及印刷线路板(PWB)上电容器的介质材料迅速减薄，逼近其物理极限。
随着器件特征尺寸的不断缩小，当线宽小于0.1μm，栅氧化物层厚度开始逐渐接近原子间距。
此时，受隧道效应的影响，栅极漏电流将随氧化层厚度的减小呈指数增长。
漏电流的急剧增加造成MOS器件关态时的功耗增加，对器件的集成度、可靠性和寿命都有很大影响，因此研究新型高介电介质材料成为当今信息功能材料以及微电子领域的前沿课题。
介电材料按介电常数的高低分为高介电和低介电两个方向。
高介电材料主要应用于栅极介质材料、储能材料等领域，低介电材料主要用来制备电子封装材料。
笔者所在的课题组近年来在聚酰亚胺低介电复合材料方面取得了一系列研究成果。
高介电常数材料根据用途主要分为钙钛矿相氧化物和金属或过渡金属氧化物，前者用于DRAM以及PWB上的电容介质材料，后者用于MOSFET栅极的绝缘介质材料。
近年来，聚合物基高介电材料成为微电子行业研究的热点之一，选择合适的聚合物基体，可以在PWB上快速大规模地制备高电容嵌入式微电容器，这种微电容器可以保证集成电路的高速运行。
此外，利用聚合物基高介电材料具备的特殊物理特性，可制备具有特殊性能的新型器件[1]。
1 电介质及其极化机理[2]电介质是指在电场下能在电介质材料内部建立极化的一切物质。
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聚合物纳米复合电介质材料
摘要：综述了聚合物基纳米复合材料的概念、产生、分类、制备方法以及聚合物基纳米复合材料的性能及应用，对聚合物基纳米复合材料的应用前景作了简要地分析，并提出发展过程中需解决的问题
关键词：聚合物纳米复合材料类型制备方法
聚合物纳米复合材料可以定义为通过一定方式在聚合物基体中引入至少在一个维度上是纳米尺度的填充物所组成的材料[1]。
由于该材料在力学、热学、光学、电磁学、生物学等方面具有特殊性能，被誉为“21世纪最有前途的材料”，正在成为材料科学研究的热点而日益受到关注。
1 聚合物基纳米复合材料的分类
1.1 聚合物/无机纳米粒子复合材料
将纳米粒子（如SiO2、CaCO3和TiO2等）均匀分散于聚合物基体中，可制得聚合物/无机纳米粒子复合材料。
此类材料国内外研究较多，德国、美国、日本等对纳米CoSb3、SiO2、Al2O3、TiO2、Fe3O4以及纳米炭黑分别进行了接枝研究。
日本松下电器公司已经研制成功树脂基纳米氧化物复合材料，其静电屏蔽性能优于常规树脂/炭黑复合材料。
1.2 聚合物/聚合物纳米复合材料
以聚合物为分散相，同时以另一聚合物为基体，使两者达到纳米级分散，得到纳米复合材料。
它以聚合物代替了纳米级无机粒子，同时具有聚合物基纳米复合材料的性能。
1.3 聚合物/无机混杂物纳米复合材料
将无机混杂物，如蒙脱土(MMT)、高岭土等先研磨，使其粒子细化后，通过层间插入或其他方法使其均匀分散于聚合物基体中，最后，无机混杂物剥离成纳米级的碎片均匀分散于聚合物中，形成聚合物/无机混杂物纳米复合材料。
此类材料也是聚合物基纳米复合材料的一大类别[2]。
2 聚合物纳米复合材料的制备方法
在聚合物纳米复合材料的制备中，如何解决聚合物纳米复合中纳米颗粒的分散问题一直备受关注，已成为纳米复合材料技术的重要内容。
2.1共混法
(1)直接分散法。
该法同通常熔融共混类似,利用双辊混炼设备或单(双)螺杆挤出机等加工设备将纳米颗粒与聚合物进行熔融共混。
(2)溶液共混法。
把聚合物基体或单体溶解于适当的溶剂中,然后加入纳米颗粒,利用搅拌或使用超声分散的方法使纳米粒子均匀分散于溶液中,最后浇铸成膜或在模具中浇铸,除去溶剂或使之聚合获得样品。
2.2插层复合法
插层复合法是目前制备聚合物纳米复合材料的主要方法。
它以层状无机物作为主体，将作为客体的有机单体插入无机物夹层间，原位聚合或聚合物直接插进夹层间形成复合物，是当前材料科学领域研究的热点，主要用于有机聚合物和无机硅酸盐纳米复合材料的制备[9]。
2.3溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法为在聚合物存在的前提下，在共溶体系中使前聚合物水解，得溶胶，进而凝胶化，干燥制成纳米复合材料。
2.4原位生成法
它的基本原理是将基体与金属离子(M+)预先混合组成前驱体,金属离子在聚合物网络中均匀稳定地分散,然后暴露在对应组分(如S2-、Se2-)气体或溶液中,就地反应生成粒子。
2.5化学接枝法
这种方法就是利用无机纳米材料的表面基团,使之与聚合物相产生化学键接,形成接枝复合物[3]。
3 聚合物基纳米复合材料的性能及应用
3.1 力学性能
许多聚合物基纳米材料有优越的力学性能。
纳米粒子的加入明显改善了许多材料的韧性和强度。
3.2 电学性能
许多聚合物基纳米材料有较好的电学性能，将绝缘高聚物、导电高聚物和高聚物电解质等与绝缘体、半导体、离子导体等不同电学特性的层状无机物复合，制得的高聚物/无机物层插型纳米复合材料具有多种新的电学性能，可以作电气、电子及光电产品的材料。
3.3 阻燃性能
以聚磷酸铵(APP) 对木粉-HDPE 复合材料(WF-HDPE)进行阻燃处理，实验结果表明，在35kW/m2热辐射流量下，APP 添加量达到15%时，WF-HDPE 燃烧热释放速率(RHR)峰值和总热释放量(THR)均降低约50%、成炭率提高150%，表现出显著的阻燃作用。
3.4 光学性能
许多聚合物基纳米材料有很好的光学性能和非线性光学性能，如聚合物复合ZnS:Cu 纳米微粒，由于铜的掺杂，其光致发光峰位相对于纯ZnS微粒左移，得到具有较窄带宽的紫色光致荧光，实现了聚合物基纳米复合材料的电致发光；金属、铁氧体等纳米粒子与高聚物形成复合材料，能够吸收和衰减电磁波和声波，减少反射和散射，在电磁隐身和声波隐身方面有重要应用。
4 展望
近年来，全球纳米复合材料市场发展迅速，在一些领域获得广泛应用。
纳米材料的加入,既可以提高聚合物的力学、热学等性能,又能发挥纳米材料在电、磁等方面的优越性。
纳米材料还可以改善聚合物的介电性能,提高聚合物的介电常数,增加以聚合物为储能单元的电容器的储能密度,还能够提高聚合物材料的使用寿命,保障电力电子设备的安全运行[4]。
但在高速发展的同时，这种材料还面临三大挑战。
一是技术产业化问题。
纳米材料属于高科技产品，技术研发都是在大学或者研究所的实验室中进行的。
从实验室的技术到实现规模生产还需要解决许多技术上的问题，如剥离、纯度和分散。
二是资本投资问题。
技术和创新是聚合物纳米复合材料市场的主要竞争优势，谨慎的投资策略才可能造就成功。
三是技术挑战问题。
不同的纳米复合材料面临不同的技术挑战。
只有突破这些难点，才能扩大纳米复合材料的市场潜力[5]。
参考文献
[1] 黄兴溢江平开金天雄柯清泉, 聚合物纳米复合电介质, 2007 ,11-1776207
[2] 聚合物纳米复合材料的研究进展，武卫莉，李海平，2009 04-0071-05
黄明福，聚合物/MMT 纳米复合材料的结晶性能[J].材料科学与工艺, 2008,16(4):502-505. [3] 吴捷杨楠吴大青, 聚合物基纳米复合材料的制备方法及其性能评述, (1·黑龙江科技学院,哈尔滨; 2·中国计量学院,杭州，2009 ，06-040-03
[4] 聚合物纳米复合材料实现[J], TECHNOLOGY AND MARKET, 2009, V ol.16,No.3
[5] 王昕,聚合物纳米复合材料高速发展可期, 中国化工报,2008 ,国际化工。