纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料研究进展_李勍

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纤维素的发展历程及纳米晶体纤维素的研究概况

纤维素的发展历程及纳米晶体纤维素的研究概况

纤维素的发展历程及纳米晶体纤维素的研究概况

牟亚妮;张俊;熊悦婷;李宗迪;楼杨;李苹;张灵玲

【摘 要】随着对石油等稀缺、不可再生资源替代品需求的日益增长,工业应用中使用可再生材料已成为必然趋势.基于这种现状,源自天然纤维素的一种最丰富的高聚物——纳米晶体纤维素(NCC),就成为最有前途的材料之一.概述了这种新兴的纳米复合材料的研究进展,重点介绍了其原材料的发展历程以及纳米晶体纤维的结构和形态,同时介绍了生产NCC所面临的挑战,以期为NCC的研发和应用提供参考.

【期刊名称】《生物技术进展》

【年(卷),期】2016(006)001

【总页数】5页(P30-34)

【关键词】纳米晶体纤维素;木质素;纳米复合材料

【作 者】牟亚妮;张俊;熊悦婷;李宗迪;楼杨;李苹;张灵玲

【作者单位】福建农林大学生命科学学院,福州350002;福建农林大学林学院,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002;福建农林大学林学院,福州350002;福建农林大学生命科学学院,福州350002;福建农林大学,生物农药与化学生物学教育部重点实验室,福州350002

【正文语种】中 文 可持续的化学生产产品和生物质材料不仅可以带来巨大的利润,而且在传统石油提炼生产系统中发挥着重大的作用。可生物降解的塑料和可产生再生生物质原料的生物相容性复合材料被认为是有最前途的材料,它可以替代石化基聚合物,减少全球对化石燃料资源的依赖并提供简化的报废处理装置。大部分低价值的生物质被称为木质纤维素,是指占其主要成分的生物聚合物:纤维素、半纤维素和木质素。其中,纤维素是现今最丰富的、可再生的和可利用的聚合物资源,而且在环保性和生物相容性产品需求量日益增长的情况下,纤维素可以被作为一种几乎取之不竭的材料来源。

纳米短纤维增强橡胶复合材料的研究进展

纳米短纤维增强橡胶复合材料的研究进展

纳米短纤维增强橡胶复合材料的研究进展

殷石;张立群;田明

【期刊名称】《合成橡胶工业》

【年(卷),期】2010(33)5

【摘 要】介绍了常用的纳米短纤维及其橡胶复合材料,概述了纳米短纤维在橡胶基体中的分散方法、表面改性与取向以及复合材料的力学性能和功能特性等方面的研究进展,指明了纳米短纤维增强橡胶复合材料的发展方向和应用前景.

【总页数】9页(P396-404)

【作 者】殷石;张立群;田明

【作者单位】北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;北京化工大学,教育部纳米材料重点实验室,北京100029;北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;北京化工大学,教育部纳米材料重点实验室,北京100029

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ330.38+9

【相关文献】

1.短纤维增强橡胶复合材料研究进展 [J], 于海琴;王金刚;闫良国

2.硅酸盐纳米短纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的结构与性能 [J], 苏丽丽;张立群;田明 3.天然短纤维增强橡胶复合材料的研究进展 [J], 李福强;陈福林;岑兰;周彦豪

4.天然短纤维增强橡胶复合材料研究进展 [J], 李福强;陈福林;岑兰;周彦豪

5.有机短纤维增强橡胶复合材料研究进展 [J], 刘洪涛;周彦豪;张兴华;陈福林;董智贤;贾德民

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纳米纤维素-碳纳米管柔性复合材料及其性能研究

纳米纤维素-碳纳米管柔性复合材料及其性能研究

纳米纤维素-碳纳米管柔性复合材料及其性能研究

纳米纤维素/碳纳米管柔性复合材料及其性能研究

引言

纳米纤维素/碳纳米管柔性复合材料作为一种新型材料,在科学研究和工业应用领域备受关注。纳米纤维素和碳纳米管都具有优异的力学性能和独特的电学、热学性质,将它们组合使用可以进一步优化材料的综合性能。本文将介绍纳米纤维素/碳纳米管柔性复合材料的制备方法以及其在电子器件、储能器件和生物医学领域的应用,并对其性能进行研究。

制备方法

纳米纤维素/碳纳米管柔性复合材料的制备通常分为两个步骤:纳米纤维素的制备和碳纳米管的添加。纳米纤维素的制备常采用溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等,通过控制物理、化学条件可调控纤维素的形貌和性能。碳纳米管的添加可以通过涂布、浸渍等方法完成。其中,碳纳米管的含量和分散性对复合材料的性能起重要影响,因此需要进行优化。

电学性能研究

纳米纤维素/碳纳米管复合材料在电学性能方面表现出了良好的特性。研究发现,碳纳米管的加入可以显著提高材料的导电性。此外,复合材料中纳米纤维素的存在还可以增强材料的柔性和可拉伸性。这使得纳米纤维素/碳纳米管复合材料在柔性电子器件领域具有广阔的应用前景。例如,这种复合材料可以用于制备柔性电极、可拉伸电路、柔性传感器等。

热学性能研究

纳米纤维素/碳纳米管复合材料在热学性能方面也具有出色的表现。碳纳米管的加入可以提高材料的导热性。并且,纳米纤维素的存在能够增加材料的表面积,提高热传导效率。因此,纳米纤维素/碳纳米管复合材料被广泛用于热管理领域,如柔性散热材料、柔性热界面材料等。

力学性能研究

纳米纤维素/碳纳米管复合材料在力学性能方面也有较高的研究价值。纳米纤维素的加入可以增加材料的韧性和抗拉强度,而碳纳米管的加入可以提高材料的刚性和硬度。因此,纳米纤维素/碳纳米管复合材料在结构材料领域具有广泛应用,如柔性电池壳、柔性导电复合材料等。

碳纳米管增强聚合物纳米复合材料研究进展

碳纳米管增强聚合物纳米复合材料研究进展

碳纳米管增强聚合物纳米复合材料研究进展

辛菲;许国志

【摘 要】In this article, the recent progress in mechanical properties of

carbon nanotubes(CN reinforced polymer composites was reviewed, with

particular attention to polyurethane polyimide based composites. Various

functionalization methods in the modification of CNT w discussed, and the

effectiveness of different processing techniques were compared. Finally

future outlook for the development of CNT reinforced polymer composites

was given.%综述了近几年国内外在碳纳米管增强聚合物纳米复合材料力学性能方面的研究进展,主要介绍了以聚氨酯和聚酰亚胺为基体的复合材料。讨论了碳纳米管的各种改性方法及其作用原理,并对各种改性和制备方法的有效性进行了比较。最后,对碳纳米管增强聚合物纳米复合材料的发展前景进行了展望。

【期刊名称】《中国塑料》

【年(卷),期】2011(025)008

【总页数】9页(P1-9)

【关键词】聚合物;碳纳米管;复合材料;研究进展

【作 者】辛菲;许国志

【作者单位】北京工商大学材料与机械工程学院,北京100048;北京工商大学材料与机械工程学院,北京100048

【正文语种】中 文 【中图分类】TQ322.3

近年来碳纳米管(CNT)增强聚合物纳米复合材料领域的发展非常快。CNT本身有着出众的电学、热学和力学性能。例如,CNT的拉伸模量和拉伸强度理论上是最强不锈钢材料的10~100倍。2000年,YU等[1]测得的单个多壁碳纳米管(MWCNT)的弹性模量在0.27~0.95TPa之间,拉伸强度在11~63GPa之间。单壁碳纳米管(SWCNT)的弹性模量在0.32~1.47TPa之间,拉伸强度在10~52GPa之间[2]。这些特性使得CNT成为提高聚合物基复合材料力学性能的理想材料。

纤维增强复合材料加固砌体结构研究进展综述

纤维增强复合材料加固砌体结构研究进展综述

第22卷第5期 2013年10月 淮 阴工学院学报 Journal of Huaiyin Institute of Technology VoI.22 No.5 0ct.2013 

纤维增强复合材料加固砌体结构研究进展综述 

孙文彬 ,朱强强 ,雍洪宝 ,李保亮 

(1.淮阴工学院建筑工程学院,江苏淮安223001; 

2.淮安市建筑工程检测中心有限公司,江苏淮安223001) 

摘要:纤维增强复合材料以其轻质、高强、耐腐蚀性等优点,广泛应用于航空航天、船舶制造、风力发电、机械制造等领域, 上世纪80年代,土木工程研究者开始关注纤维增强复合材料与各种土木工程结构的共同工作性能,研究并利用纤维增强 

复合材料加固和修复土木工程结构。综述纤维增强复合材料在砌体结构加固与改造方面的研究进展,重点介绍纤维增强 

复合材料在砌体结构的抗剪、抗震、平面抗弯、界面粘结性能等方面的研究成果。 ’ 

关键词:纤维增强复合材料;加固;砌体结构;粘结强度;抗弯 中图分类号:TU599 文献标识码:A 文章编号:1009—7961(2013)05—0031—05 

Overview of Advances in the Masonry Structure Strengthening using 

Fiber Reinforced Polymer Composite Materials 

SUN Wen—bin ,ZHU Qiang—qiang ,YONG Hong—bao。,LI Bao—liang 

(1.Faculty of Architecture and Civil Engineering,Huaiyin Institute of Technology,Huai hn Jiangsu 223001,China; 

2.Huaian Testing Center for Construction Engineering Co.,Ltd,Huaihn Jiangsu 223001,China) 

纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展

纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展

纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展

摘要:随着低碳经济、碳中和等环保理念的呼声不断高涨,低能耗、可回收的高性能复合材料的需求量不断增加。高性能复合材料可作为关键的轻型承重材料,应用于风力涡轮机叶片根部加强件、高压绝缘子芯棒和建筑应用中的梁等。不同于热固性拉挤成型复合材料,热塑性复合材料不需要化学固化,生产效率高、污染小、原材料利用率高,且制件具有可回收、可焊接、使用寿命长的特点,因此国内外都在积极开展高效率、低成本的热塑性复合材料生产工艺的研究。基于此,本文章对纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展进行探讨,以供相关从业人员参考。

关键词:纤维增强热塑性复合材料;拉挤成型工艺;研究进展

引言

纤维增强热塑性复合材料比热固性树脂复合材料具有更高的比强度和冲击强度,不需要特殊的储存和运输条件,易于维修和可回收再加工。因此热塑性复合材料在加工性、效率、全寿命周期内的环保性和成本都明显优于热固性复合材料。碳纤维增强热塑性聚合物复合材料是树脂基复合材料的发展方向,具有广阔的应用前景。

一、拉挤成型工艺

拉挤成型工艺由于其生产效率高、拉挤制品纤维含量高、原材料成本低等优点被广泛应用于各种复合材料的生产制造中。将拉挤成型工艺与热塑性复合材料相结合可充分发挥复合材料的优势,实现各种断面和空腔型材的高效生产。热塑性树脂普遍存在黏度大的问题,导致了纤维浸渍困难,因此纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的改进方向主要集中在纤维浸渍方式上。根据浸渍方式不同将热塑性复合材料拉挤成型工艺分为非反应型拉挤成型工艺和反应型拉挤成型工艺两大类。从目前生产应用的角度来看,非反应型拉挤成型过程部分浸渍工艺与热固性复合材料拉挤成型工艺相似,技术更加成熟,设备投资也相对降低,因此应用更加广泛,而反应型拉挤成型工艺对生产设备要求高,技术难度较大,因此应用范围相对较小。

二、纤维增强热塑性复合材料特点

复合材料基本上是一种新型材料,在对两种性质不同的材料进行物理或化学处理后进行加工,其性质相对较高。纤维增强热塑性复合材料主要采用各种高性能纤维作为增强阶段,并通过挤压、缠绕等方式处理基本材料。纤维增强的热塑性复合材料具有非常强的纤维性能,例如碳纤维增强的热塑性复合材料具有较强的抗拉强度和较低的清洁重量。根据纤维类型,可以分为长纤维和短纤维。非连续结构短纤维大大提高了复合材料的抗拉强度和抗裂性,连续长纤维对于提高复合材料的强度和可扩展性至关重要。一般来说,在混凝土中使用增强的纤维热塑性复合材料可以大大提高混凝土的强度、稳定性和抗冲击性。

电纺纳米纤维增强聚合物复合材料的研究进展

综述 合成树脂及塑料,2013,30(3):8O CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS 

电纺纳米纤维增强聚合物复合材料的研究进展 

陆 波,孙伟东,权亚博,郑国强 ,刘春太 

(郑州大学材料科学与T程学院,材料成型及模具教育部重点实验室,河南省郑州市,450001) 

摘要: 与作为填料的普通纤维相比,通过静电纺丝所得纳米纤维(简称电纺纳米纤维)的长径比及比表面 积较大,相对于基体材料具有较大的模量和韧性,对聚合物基体有较好的力学增强效果;电纺纳米纤维在复合材料 中应力集中程度低、与聚合物基体问界面结合较好。加入电纺纳米纤维可以提高复合材料的性能,如拉伸及弯曲强 度、模量,抗冲击性能等都有较大提高。电纺纳米纤维在聚合物基体中的分散及其与基体间的界面黏结等问题有待 进一步研究和改善。 关键词: 聚合物复合材料静电纺丝纳米纤维增强改性 中图分类号:TB 332 文献标识码:A 文章编号: 1002—1396(2013)03—0080—05 

静电纺丝(简称电纺)技术是传统溶液干法 

纺丝和熔体纺丝的新发展。采用该技术制备的聚 

合物纳米纤维比传统纺丝法所制产品细得多,纤 

维直径一般从几纳米到数百纳米,在高效化学和 

生物吸附分离材料、催化剂载体、高效传感器、 

组织工程等领域具有潜在的应用价值口 】。从广 

义的纳米纤维定义来说,电纺技术生产的纤维均 

可称为纳米纤维。到目前为止,已有上百种聚合 

物被成功地通过电纺技术制备出纳米纤维f如聚 

酰胺(PA)、聚苯乙烯、聚乳酸、聚丙烯等1。通过 

电纺技术得到的聚合物纳米纤维(简称电纺纳米 

纤维)具有较大的长径比和比表面积以及分子链 

高度取向等特点,表现出较好的物理、化学性能, 

且相对于其他填料,对聚合物基体表现出较好的 

力学增强效果。近10年来,越来越多的研究者采 

用电纺纳米纤维,特别是一些具有较高力学性能 

的聚合物纤维 日聚苯并咪唑(PBI)、PA、聚丙烯 

浅谈纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料

浅谈纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料

由于纖维素纳米纤维有着比较特殊的结构以及性能特征,所以在对增强聚合物,制作复合材料方面有着十分广泛的运用。本文主要阐述了纤维素纳米纤维的特点,以及对纤维素纳米纤维进行化学改性分析并简述纤维素纳米纤维增强聚合物的研究进展。

标签:纤维素纳米纤维;增强;复合材料

一、CNF的表面化学改性

CNF有着一定的纳米尺度,并且含有着数量较多的羟基,所以经常会产生团聚的情况,而且CNF和非极性聚合物的相容效果并不理想。通过对研究CNF进行化学改性,控制CNF表面的极性以及自由能,有效地加强了CNF和增强聚合物的相容性,制备了性能非常优秀的复合材料。一般用到的CNF表面化学改性方式主要包括将CNF表面进行衍生化和表面接枝等。

(一)表面衍生化

CNF的表面衍生化改性通常都是针对CNF中的羟基所产生的相关衍生化反应,其中,最常见的便是CNF的表面酯化和醚化改性。和一些低分子醇类材料相同,CNF也能与酸产生反应并产生纳米纤维素酯,而和烷基化剂发生反应产生纳米纤维素醚等。CNF的酯化改性一般包含乙酰化等,其反应过程可以在多种溶液中进行,产生相关的取代度不一的物质。而醚化改性通常是按照对CNF极性的需求,通过各种醚化剂的使用,使其和CNF中的羟基发生脱水成谜反应,实现减少CNF表面极性的目标。CNF进行衍生化改性之后,表面极性大大降低,表面的羟基变为非极性基团,并且加强了CNF和非极性聚合物的反应效果以及相容性。

(二)表面枝接

CNF的表面枝接改性一般都是利用游离基聚合和加成反应,来把聚合物中体积较大的分子移接到CNF中,使CNF的直接聚合物既可以拥有CNF原本优秀的特征,还能够具有合成聚合物的新特性,比如稳定性和吸水性等。把聚己内酯在催化剂的催化下通过开环聚合反应的方式移接到CNF中,加强CNF在非极性有机溶液中的散布能力。移接到CNF中的聚合物分子不但能为CNF提高性能活性,而且还可以在横向上产生反应,相互结合,也提高了CNF分子的结构密集性。

纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料研究进展

第49卷第8期 2 0 1 3年8月 林 业 科 学 

SCIENTIA SILVAE SINICAE Vo1.49,No.8 Aug.,2 0 1 3 

纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料研究进展术 

李 勋 陈文帅 于海鹏 刘一星 

(东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室 哈尔滨150040) 

摘要: 纤维素纳米纤维(cellulose nanofiber,本文缩写为CNF)因其独特的网状结构和性能特点,在增强聚合物 制备复合材料方面发展迅速。简述CNF的制备及特征;然后从改善团聚、提高界面相容性的角度,介绍对CNF进 行表面衍生化、表面接枝和添加偶联剂等表面化学改性研究及改性后CNF的性能特点;简述利用CNF增强聚乙烯 醇、聚乳酸、环氧树脂、酚醛树脂等聚合物的研究进展;最后对CNF增强聚合物复合材料今后的主要研究方向进行 展望。 关键词: 纤维素纳米纤维;聚合物;复合材料 中图分类号:0636.1 文献标识码:A 文章编号:1001—7488(2013)08—0126—06 

Cellulose Nanofiber Reinforced Polymer Nanocomposites:A Short Review 

Li Qing Chen Wenshuai Yu Haipeng Liu Yixing (Key Laboratory of Bio—Based Material Science and Technology of Ministry of Education Northeast Forestry University Harbin 150040) 

Abstract: Cellulose nanofiber(CNF)has rapidly developed in reinforcing polymer to fabricate nanocomposites due to its unique web—like structure and special properties.In this paper,the preparation and the characteristics of CNF were briefly introduced.Then,the researches on the surface chemical modification of CNF including surface derivatization, surface grafting and addition coupling agent were presented.The characteristics of CNF after modification were also introduced.Next,the research advances of the polymer nanocomposites that derived from PVA,PLA,epoxy and PF 

纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用研究进展

纳米纤维素聚氨酯复合材料的应用研究进展

目录

1. 内容简述................................................3

1.1 纳米纤维素概述.......................................3

1.2 聚氨酯概述...........................................4

1.3 纳米纤维素聚氨酯复合材料的定义及其重要性.............5

2. 纳米纤维素聚氨酯复合材料的合成方法......................6

2.1 纳米纤维素的制备.....................................7

2.1.1 物理法...........................................8

2.1.2 化学法..........................................10

2.2 聚氨酯的制备........................................11

2.2.1 传统聚氨酯......................................12

2.2.2 聚氨酯弹性体....................................15

2.3 纳米纤维素与聚氨酯的复合方法........................16

2.3.1 物理混合法......................................18 2.3.2 原位聚合法......................................19

2.3.3 化学键接法......................................20

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