离子聚合物-金属复合材料
离子聚合和配位聚合课件
通过离子聚合和配位聚合的方法， 合成出具有特殊功能性的聚合物， 如导电聚合物、荧光聚合物等。
绿色合成路径的研究
无毒引发剂
研究无毒、环保的引发剂， 替代传统的有毒引发剂， 降低对环境的污染。
高效催化剂
研究高效、环保的催化剂， 替代传统的有毒催化剂， 降低对环境的污染。
循环利用
研究聚合物的循环利用技 术，实现聚合物的环保处 理和再利用，降低对环境 的污染。
配位聚合可以通过选择不同的 催化剂和聚合条件，实现对聚 合物分子链结构和性能的精细 调控。
配位聚合可以应用于合成高性 能纤维、功能性膜材料、液晶 材料等领域，具有广泛的应用 前景。
03
离子聚合与配位聚合的 比
聚合方式的比 较
离子聚合
通过正负离子之间的相互作用形 成聚合物链，聚合过程中无金属 催化剂参与。
配位聚合的实际应用
高性能聚合物制备
配位聚合可以合成高性能聚合物，如聚酰胺、聚酯等，用于制造 纤维、塑料和复合材料等。
高分子功能材料
通过配位聚合可以制备具有特殊功能的高分子材料，如导电聚合物、 光敏聚合物等，用于传感器、光电转换器件等领域。
高分子药物
配位聚合可以合成具有特定结构和药理性能的高分子药物，用于治 疗癌症、心血管等疾病。
配位聚合
通过过渡金属催化剂与配体形成 活性中心，再与单体进行配位反 应形成聚合物链。
聚合产物的比较
离子聚合
聚合物分子量分布较窄，但可能存在 支链和交联结构。
配位聚合
聚合物分子量分布较宽，但聚合物结 构规整，结晶度高。
应用领域的比较
离子聚合
主要用于合成橡胶、热塑性弹性体等材料。
配位聚合
广泛应用于合成纤维、塑料、涂料等领域。
【国家自然科学基金】_柔性电极_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
1 1 1 1 1 1 1
2014年 科研热词 视觉假体 视网膜表面微电极阵列 优化设计 推荐指数 1 1 1
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
推荐指数 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
58 59
三维力 tio2 smd led ph值 lini0.5mn1.5o4 limn2o4 li4ti5o12
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 阻抗型传感器 近场静电纺丝 直写技术 电极表面积 沸石分子筛 水热合成 模具 柔性流水车间 成组调度 微电极阵列 微/纳米结构 太阳能电池 喷墨打印技术 启发式算法 光学性能 人工视觉 三维柔性电极 dmmp
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
【国家自然科学基金】_金属离子分布_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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壳聚糖 回流离子 嗅球 喷丸强化 同位素 可降解 发光羽 原子核物理学 化学还原 分布 催化剂 zno zn(ga,fe)2o4 x射线衍射光谱 x射线源 ti膜 si cu膜 cucrzr合金 ar-ar定年 app/ps1 ag纳米颗粒 ag/si-npa
科研热词 金属离子 离子聚合物金属复合材料 溶胶-凝胶 氧化 智能材料 高温高压 高岭土 骺板 骨骼肌 驱动器 香沟二长花岗斑岩 静电电荷 静电电势 静电引发剂 难熔金属 降解 镍基高温合金 键桥 锌转运体 锆石u-pb定年 银 铱涂层 铜铬类水滑石 铜铝类水滑石 铜 铅锌银矿 铁转运蛋白受体 铁代谢 钛酸钠纳米线 针铁矿 金属自显影技术 金属等离子体 金属离子掺杂 金属卟啉 金属价态 金属cu 金属/离子聚合物复合材料 金属-金属假体 重金属离子 重金属吸收特征 重金属 采矿污染 酸洗 邻硝基苯甲醛 邻硝基甲苯 运输 运动 诱导 表面纳米化 表面形貌.显微结构 表面反应性 蔬菜
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
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聚合物复合材料 基体
2.4.2 环氧树脂
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子 化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。
E-44
E-31 相对分子质量都不高
★ 环氧树脂的性能和特性
a、 形式多样 各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种 应用要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。
基体与增强材料的结合性，包括浸润性和粘合性，决定了复合材 料应力传递途径中最关键的界面层的特性，因此，对复合材料的力学 性能、断裂特性和疲劳性能起着关键的作用。
影响聚合物对增强材料粘结能力的主要因素是聚合物与填料的化 学结构、聚合物的粘度、填料的几何形状等。为了提高基体聚合物对 增强材料、填料的粘附能力： 有时须对增强材料、填料进行表面粘合活化处理 基体中需加增粘剂或偶联剂
（8）交联不饱和聚酯的网状分子结构
①为大致均匀的连续网状结构； ②为不均匀的连续网状结构，在密度 较大的连续网之间有密度较低的链型 分子互相联结； ③为不连续的网状结构，密度较大的 连续分散于未键合的组分中间。
交联不饱和聚酯主要形成 第二种网状结构的大分子
三维网！
（9）不饱和聚酯固化特征—三阶段
粘流态树脂 凝胶阶段
凝胶态
定型阶段
具有硬度的 固态
熟 化 阶 段
交联完全 固态树脂
① ②③
（10）不饱和聚酯固化体系
不饱和聚酯：1mol 交联剂：苯乙烯、氯化苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、
2，5-二溴苯乙烯等。用量1.5~3.0mol 引发剂：过氧化物或偶氮化合物，用量1~4% 促进剂：环烷酸钴 增粘剂：MgO，CaO，Ca(OH)2，Mg(OH)2 触变剂：气相法白碳黑（SiO2），用量2~6% 常温固化系统：过氧化甲乙酮+环烷酸钴
复合材料2
第1章绪论1.复合材料的定义(Composition Materials , Composite)复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
复合材料=基体(连续相)+增强材料(分散相)分散相是以独立形态分布在整个连续相中，两相之间存在着相界面。
分散相可以是增强纤维，也可以是颗粒或弥散的填料。
2.复合材料常见分类方法：1）按性能分：常用复合材料、先进复合材料2）按用途分：结构复合材料、功能复合材料3）按复合方式分：宏观复合、微观复合4）按基体材料分：聚合物基、金属基、无机非金属基5）按增强体形式分：纤维增强复合材料、颗粒增强、片材增强、叠层复合3.复合材料在结构设计过程中的结构层次分几类，各表示什么？在结构设计过程中的设计层次如何，各包括哪些内容？三个结构层次: 一次结构——单层材料——微观力学一次结构二次结构——层合体——宏观力学二次结构三次结构——产品结构——结构力学三次结构设计层次：单层材料设计、铺层设计、结构设计4.复合材料力学主要是在单层板和层合板这两个结构层次上展开的，其研究内容分为微观力学和宏观力学两部分。
第2章复合材料界面和优化设计1.复合材料是由两种或两种以上不同物理、化学性质的物质以微观或宏观形式复合而成的多相材料。
2.复合材料界面机能：1）传递效应：基体可通过界面将外力传递给增强物，起到基体与增强体之间的桥梁作用2）阻断效应：适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用3）不连续效应：在界面上产生物理性能不连续性和界面摩擦现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等4）散热和吸收效应：5）诱导效应3.界面效应既与界面结合状态、形态和物理、化学性质等相关，也与界面两边组元材料的浸润性、相容性、扩散性等密切相关。
4.聚合物基复合材料是由增强体与聚合物基体复合而形成的材料。
聚合物基复合材料分类：热塑性、热固性聚合物基复合材料。
热塑性聚合物基复合材料成型两个阶段：①熔体与增强体之间接触和润湿②复合后体系冷却凝固成型。
聚合物基复合材料(顾书英)课件!1
碳纤维
碳纤维属于聚合的碳。它是由有机纤维经固相反应转 化为碳纤维，如PAN纤维或者沥青纤维在保护气氛下热 处理生成含碳量在90% ~99%范围的纤维
碳纤维的主要性能
(1) 力学性能 碳纤维密度小、具有较高的比强度和比模量，断裂伸长率低。其 弹性模量比金属高两倍；抗拉强度比钢材高四倍，比铝高六倍。 一根手指粗的碳纤维制成的绳子，可吊起几十吨重的火车头。其 比强度是钢材的十六倍、铝的十二倍。 (2) 热性能 ① 碳纤维的耐高低温性能良好。一般在-180℃低温下，石墨纤维 仍然很柔软。在惰性气体保护下，2000℃以上仍保持原有的强度 和弹性模量。此外碳纤维还具有耐高温蠕变性能，一般在1900℃ 以上才能出现永久塑性变形； ② 碳纤维的导热性能好，而且随着温度升高，导热系数由高逐渐 降低； ③ 碳纤维的线膨胀系数很小，比钢材小几十倍，接近于零。在急 冷急热的情况下，很少变形，尺寸稳定性好，耐疲劳性能好，所 以用它制成的复合材料可制造精密仪器零件。
第二章 填充改性复合材料及其制备方法
填充剂的种类
无机填充剂：碳酸盐类、硫酸盐类、金属氧化 物类、金属粉类、金属氢氧化物类、含硅化合 物类、碳素类 有机填充剂 ：木粉、果壳粉
填充剂按形状划分，有粉状、粒状、片状、纤维状 等。
填充剂的基本特性
填料的细度：目数、粒径 填料的形状 填料的表面特性 填料的密度与硬度 其它特性
芳纶纤维
芳香族聚酰胺（凯芙拉纤维，Kevlar）由对苯二甲酸和对苯二甲 酰氯缩聚反应制得。 (1) 力学性能 ① 具有无机纤维一样的刚性，它的强度超过了任何有机纤维； ② 密度最小，强度高，弹性模量高，强度分散性大； ③ 具有良好的韧性，抗压性能，抗扭性能较低； ④ 抗蠕变性能好，抗疲劳性能好。 (2) 热性能 (a) 耐热性很好，可以在-195 ~ 260℃的温度范围内使用； (b) 热稳定性好，不易燃烧。 (3) 电性能 阻尼性能好，电绝缘性好 (4) 其它性能 ① 抗摩擦，磨耗性能优异； ② 易加工、耐腐蚀； ③ 具有良好的尺寸稳定性，与树脂粘附力强。
复合材料概论第2章--复合材料的基体材料
国产太行战机用涡轮风扇航空发动机——高温高性能高铌钛铝合金材料
6
2.1.1 选择基体的原则
金属与合金品种繁多，目前用作金属基复合材料 的金属有：铝及铝合金，镁合金，钛合金，镍合 金，铜与铜合金，锌合金，铅、钛铝、镍铝金属 间化合物等。 基体材料成分的正确选择对能否充分组合和发挥
基体金属和增强物性能特点，获得预期的优异综 合性能十分重要。
第二章 复合材料的基体材料
金属材料 陶瓷材料 聚合物材料
1
2.1 金属材料
现代科学技术的发展对材料性能的要求越来
越高，特别是航天航空、军事等尖端科学技术的
发展，使得单一材料难以满足实际工程的要求，
这促进了金属基复合材料的迅猛发展。
2
1
2
3 与陶瓷材料相 比，金属基复合 材料具有高韧性 和高冲击性能、 热膨胀系数小等 优点
共价键化合物的原子自扩散系数非常高，高
纯的Si3N4 的固相烧结极为困难。因此，常用反
应烧结和热压烧结。前者是将Si3N4粉以适当的
方式成形后，在氮气氛中进行氮化合成(约
1350℃）。后者是将加适当的助烧剂
(MgO,Al2O3,1600~1700℃) 烧结。
38
氮化硼和氮化钛陶瓷
氮化硼陶瓷
BN有两种晶型：六方BN结构，性能与石墨相似，因此
化和高分子交联反应。 （临界温度和半衰期，常用的引发剂，p26）
促进剂：与催化剂或交联剂并用时，可以提高反应速率的表：Li2O-Al2O3-SiO2
32
微晶玻璃具有热膨胀系数小、导热系数 较大等特点，同时还具有一定的机械强度。
33
为获得力学性能优良的复合材料，加入的纤 维或晶须应与基体的热膨胀系数及弹性模量匹配，
阳离子脂质材料
阳离子脂质材料阳离子脂质材料是一种新型的复合材料，它具有良好的重量轻、多功能、低成本、经济性和环境友好等优点。
它一般由阳离子、聚合物和其他功能性因素组成。
此外，阳离子脂质材料是一种可控可操作的材料，它可以改变构型、温度响应性、湿度响应性、污染响应性等，从而实现多种功能。
阳离子脂质材料主要用于制造抗污垫片、拉伸膜、分离膜、高分子复合材料等。
它可以用来阻挡某些有害物质的渗透，同时可以抵御外界的温度变化。
它还可以用于制造过滤膜，可以有效过滤水中的污染物，达到净水的目的。
除了应用于抗污垫片、拉伸膜、分离膜、高分子复合材料等，阳离子脂质材料还应用于增补剂、复合胶粘剂、催化剂、包覆剂等行业，得到了广泛应用。
比如，它可以用作腐蚀保护剂，对金属表面产生薄膜，防止金属表面腐蚀。
另外，它还可以用于制造控制性释放保护剂，有助于温度稳定、抗腐蚀、抗热变色。
综上所述，阳离子脂质材料有良好的重量轻、多功能、低成本、经济性和环境友好等优势，可以用于制造抗污垫片、拉伸膜、分离膜、高分子复合材料、增补剂、复合胶粘剂、催化剂、包覆剂等，具有广泛的应用前景。
阳离子脂质材料的进一步研究和发展也让人们对它有更深入的了解。
有研究表明，此类材料可以在温度和湿度范围内实现构型调控和性能调控，因此有望成为发展新型相变材料的重要原料。
另外，这种材料也具有多功能性和可定制化的特性，能够帮助设计者实现更多的设计多样性，从而实现特定的功能要求。
总之，阳离子脂质材料具有良好的可操作性、可控性和经济性等优点，可以应用于众多行业，为不同领域的发展和应用带来更多机会。
因此，将来阳离子脂质材料将会发挥更大的社会价值和经济价值，成为一个重要的新兴行业。
聚合物-粘土纳米复合材料
7.凹凸棒石：是一种纤维状的镁质粘土矿物。 凹凸棒石为青灰至灰白色，土状，具粘性和可塑 性，浸泡不易分散；可形成具工业规模的矿床。 （坡缕石为白色纤维状，无粘性和可塑性。结晶 程度较好）。 偏光镜下，凹凸棒石呈黄褐色、浅绿色纤维状或 鳞片状集合体，干涉色达一级黄，常与蒙脱石共 生，不易区分。 在透射电镜下，放大2万倍，呈现轮廓清晰的细长 棒状，常聚成束。 扫描电镜下凹凸棒石象一堆干草堆，有时纤维弯 曲，互相交错叠置在一起。
高岭石相对密度2.16，硬度＜2。长期沸腾下能完 全溶于H2SO4，在稀盐酸下不溶解。 在透射电子显微镜下，高岭石呈六边形鳞片状晶 体，并向某一个方向延长。呈等边六角形，对边 平行，对角相等。 在扫描电镜下，片状高岭石可叠置起来呈六方柱 状。 花岗岩风化壳中的高岭石常具长石假象，内部也 呈叠片状。结晶差的高岭石则呈不规则状。 地开石的形状、颜色、形状与高岭石相似，但往 往晶形比高岭石粗大，自形程度好。
5.绿泥石族 可分为正绿泥石（富镁绿泥石）和磷绿泥石 （富铁绿泥石）两类。 正绿泥石（Mg,Fe）[(Al,Fe)pO10][OH]8。 磷绿泥石（Mg,Fe）n-p （Fe,Al）p[(Fe, Alp) Si4-pO10][OH]2(n-2) ·xH2O。
6.海泡石族：海泡石、坡缕石等。属层状结 构硅酸盐矿物。 海泡石成分为Mg4Si6O15（OH） 2·6H2O。又名蛸螵石。质轻多空（能浮于 水）。也有致密块状。 偏光显微镜下呈细小鳞片状或纤维状 集合体，负突起，干涉色一级黄，平行消 光，正延性，易与蒙皂石族矿物相混。 电子显微镜下常呈细丝状，集合体排 列成似片状。
粉体材料的粒级划分
超细粉体材料：平均粒径在1-10微米 亚超细（或亚微米）粉体：平均粒径在1-0.1微 米 纳米粉体材料：平均粒径在1-100纳米
重金属离子吸附剂 纳米材料
重金属离子吸附剂纳米材料
重金属离子吸附剂纳米材料是一种具有高效、环保、低成本特点的新型吸附材料，主要用于去除水体中的重金属离子。
纳米材料因其独特的物理和化学性质，在吸附重金属离子方面具有优越性能。
以下是一些研究较多的纳米材料吸附剂：
1. 纳米金属氧化物：如氧化锌（ZnO）、氧化铁（Fe2O3）、氧化铝（Al2O3）等，这
些纳米氧化物具有较大的比表面积和良好的吸附性能，能有效吸附重金属离子。
2. 纳米粘土：如凹凸棒粘土（ATP）、高岭土等，这类材料具有较高的比表面积和孔
隙度，可以提高吸附效果。
3. 纳米有机材料：如聚苯胺、壳聚糖等，这些有机纳米材料通过化学键合或物理吸附的方式，可以有效去除水体中的重金属离子。
4. 纳米复合材料：如聚合物/纳米金属氧化物复合材料、离子液体/纳米材料复合物等，这类材料结合了不同材料的优点，显示出了更高的吸附性能和稳定性。
5. 纳米生物材料：如微生物细胞、植物纤维等，这些生物纳米材料具有天然的高比表面积和吸附性能，可用于去除重金属离子。
纳米材料在重金属离子吸附领域的应用研究不断取得突破，为解决水体重金属污染问题提供了新思路。
但同时，纳米材料的环境影响和安全问题也值得关注，如纳米颗粒的生物毒性、二次污染等。
因此，在实际应用中，需对纳米材料进行合理选用、改性和复合，以实现高效、安全、环保的目标。