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纳米复合材料制备

纳米复合材料制备
纳米复合材料制备

方法:

1.1溶胶一凝胶法

溶胶一凝胶法是一种制备纳米复合材料的重要方法,它是将无机相的前驱体(例如:正硅酸乙醋)和聚合单体、低聚物或高聚物在液态状态下相互混溶,实现分子级水平的均匀混合后,发生溶胶一凝胶反应,生成的纳米复合材料的各组分之间可以形成相互连接的范德华力、氢键或者是化学键,防止了相分离的发生。

溶胶凝胶法的特点在于,该方法反应条件温和,分散均匀,甚至可以达到“分子复合”的水平。目前溶胶一凝胶法是应用最多、也比较完善的方法之一。但它也有一些缺点,如前驱物大都是正硅酸烷基酷,价格昂贵而且有毒;干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发,使材料内部产生收缩应力,致使材料脆裂,很难获得大面积或较厚的纳米复合材料等。

1.2原位聚合法

原位聚合,即在位分散聚合,是制备具有良好分散效果纳米复合材料的重要方法。该方法将纳米粒子在单体中均匀分散,然后在一定条件下就地聚合,形成纳米复合材料。

(由于这些原位生成的第二相与基体间的界面有着理想的原位匹配,能显着改善材料中两相界面的结合状况。而且,原位复合省去了第二相的预合成,简化了工艺。此外,原位复合还能够实现材料的特殊显微结构设计并获得特殊性能,同时避免因传统工艺制备材料时可能遇到的第二相分散不均匀,界面结合不牢固以及物理、化学反应使组成物相丧失某些特性等不足的问题。原位聚合法可在水相,也可在油相中发生,单体可进行自由基聚合,在油相中还可进行缩聚反应,适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。)原位聚合法反应条件温和,制备的复合材料中纳米粒子分散均匀,粒子的纳米特性完好无损。同时在聚合过程中,只经次聚合成型,不需热加工,避免了由此产生的降解,从而保持了基本性能的稳定。但其使用有较大的局限性,因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。

1.3插层法

插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中,然后单体在无机片层之间聚合。在此过程中,单体进入无机片层之间,并因聚合可使片层间距扩大甚至剥离,使层状填料在聚合物基体中达到纳米尺度的分散,从而获得纳米级复合材料。

1.3.1溶剂插层法(大分子或预聚物插层法)

该方法首先将层状硅酸盐在一种溶剂(可以是有机溶剂或水)中剥离成单片层,然后将聚合物(对于不溶解聚合物,可使用预聚物)溶解在该混合物中,由于聚合物与层状硅酸盐片层有一定的吸附作用,当除去溶剂后,层状硅酸盐发生聚集,将聚合物夹在层状硅酸盐之间,得到具有一定规整结构的纳米复合材料。

对于水溶性基体,如氧化聚乙烯PEo[聚乙烯醇PV A[s]都使用该方法得到了插层型纳米复合材料,而聚己酸内醋PCL和聚交酷PLA溶解在氯仿中也使用该方法得到了纳米复合材料件。对于不能溶解的一些聚合物,则将其预聚物溶解在含有剥离层状硅酸盐的溶液中,使预聚物吸附在层状硅酸盐上,然后采用物理或化学方法将预聚物转化为目标聚合物,如聚酞亚胺。

1.3.2原位插层聚合法

将层状硅酸盐在液体单体(或单体溶液)中溶胀,然后单体在层间引发聚合,引发可以采

用光、辐射等,也可以采用引发剂,引发剂可以在溶胀前通过离子交换固定在层状硅酸盐上。实施这种原位聚合的聚合方式并没有特别限制,如采用乳液法,则先将层状硅酸盐在水中分散形成悬浮分层体系,然后在此体系中进行乳液聚合。如采用溶液法,则是通过把层状硅酸盐改性成能在特定溶剂中分层的有机层状硅酸盐,用这种层状硅酸盐的有机溶液和聚合体系混合,并完成聚合。

这种方法所利用的是化学力将层状硅酸盐扩开,因此,可以得到完全剥离型或剥离与插层混合型纳米复合材料,但聚合过程中需要控制和考虑的条件比较苛刻,更增加了聚合过程的复杂性,很难在工业中大量应用。但对于一些需要特殊性能或特殊聚合物,若严格控制聚合条件,则可以采用此方法。

1.3.3熔融插层法

该方法将层状硅酸盐与聚合物基体在熔融状态下直接共混,使聚合物分子直接插入层状硅酸盐片层之间. 与原位插层聚合法及溶液法相比较,它不需任何其他介质,不污染环境,适用面广,是近年来研究的热点,但该方法中层状硅酸盐需要预先改性,其成本相对也较高。

1.3.4乳液插层法

是近年来开发的一种制备聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的方法,该方法充分利用层状硅酸盐的水化膨胀特性及大多数商用橡胶具有胶乳形式的优点,将胶乳与层状硅酸盐悬浮液共混,从而使层状硅酸盐在橡胶基质中达到纳米分散,加入电解质絮凝,二者的微观纳米复合结构便会被“固化”下来,从而形成纳米复合材料。

这种技术较当今学界广泛研究的原位聚合插层或剥离技术、有机改性土一熔体共混技术更为简单、成本低,无需层状硅酸盐的预有机改性。目前己经成功制备了多种体系的纳米复合材料。该方法最大的优点是不需要进行层状硅酸盐的预先有机化处理,若采用有机改性层状硅酸盐,将有机层状硅酸盐经过适当处理也可以使用该方法。

1.4共混法

共混法将各种形态的纳米粒子通过各种方式直接与有机聚合物混合而得到的一类复合材料。这类方法的优点是操作简单,容易实现工业化。缺点是纳米粒子容易团聚,共混时在聚合物中实现均匀分散比较困难。

1.4.1机械共混

通过各种机械方法如搅拌、研磨等来制备纳米复合材料。为了防止纳米粒子团聚,共混前要对纳米粒子进行表面处理。除采用分散剂、偶联剂和表面改性剂等进行表面处理外,还可用超声波辅助分散。

1.4.2溶液共混

将基体树脂溶于良好溶剂中,加入纳米粒子,充分搅拌使之均匀分散,成膜或浇铸到模具中,除去溶剂制的样品。

1.4.3乳液共混

与溶液共混方法相似,只是用乳液代替溶液,在不适合溶液共混的情况下使用。聚合物乳液与纳米粒子均匀混合,最后除去溶剂(水)而成型,乳液共混中有自乳化型与外乳化型两种复合体系。自乳化型复合体系既能使纳米粒子更加稳定,分散更加均匀,又能克服外加乳化剂对纳米复合材料性能的影响,比外乳化型复合体系更可取。

1.4.4熔融共混

纳米粒子和聚合物在熔融状态通过各种分散方法均匀混合,其中所选聚合物的分解温度应高于其熔点。熔融共混法较其它方法耗能少。

1.5配位均匀共沉淀法

制备纳米复合材料的基本原理是先将几种金属离子与某种合适的配位剂反应,生成能与沉淀剂离子共存的混合配合物溶液,然后改变反应体系的条件,使配位平衡向离解方向移动,当溶液中析出的金属离子达到一定浓度后,便与溶液体系中的沉淀剂反应生成沉淀。由于金属离子和沉淀剂都是均匀地分散在整个溶液体系中,故金属离子与沉淀剂离子几乎是在分子水平上的反应,沉淀也是在整个溶液体系中均匀。

1.6 微乳液法

(纳米反应器)中的化学反应以制得所需纳米粒子的方法。它是制备无机纳米粒子和聚合物纳米粒子(微乳液聚合)常用的方法。最近,将微乳液聚合和纳米反应器两种技术结合在一起,制得了纳米复合材料。

由于纳米分散相具有比表面积大、界面相互作用强,纳米复合材料表现出不同于一般宏观复合材料的力学、热学、电学、磁学和光学性能,还可能具有原组分不具备的特殊性能和功能,为设计制备高性能、多功能材料提供了新的机遇

光/力/热/阻隔

1.7 溶胶- 悬浮液混合法

通过添加分散剂、调整pH 值, 先分别制备各组元充分分散的单相稳定悬浮液, 然后找出各相颗粒均能良好分散的混合悬浮液条件, 将各单相悬浮液混合, 再找出共同絮凝的条件, 去除水分, 干燥、煅烧制得纳米复合材料,此法适用于制备纳米相分散与分布较理想的纳米复合陶瓷.王昕等采用加热水解氧化锆及醇水混合液体, 制得单分散的纳米水合氧化锆溶胶和较高浓度的Al2O3 水悬浮液混合在一起, 经搅拌和超声分散, 最后在电动搅拌下加热蒸发, 至糊状时移至微波炉中烘干, 混合粉体经热压烧结制得两相混合均匀的ZrO2( n)-Al2O3 复合陶瓷.

1.8 包裹沉淀法

在分散的纳米颗粒外层包裹一层基质组元( 或其前驱物) 或其他组元, 可保证纳米相在混合以及其后的烧结过程中不再团聚,采用此法可以制备纳米包团结构.例如, 在SiO2 的外层包裹一层Al2O3, 可大大改善其分散效果.

浅谈中职学校就业方向英语教学

浅谈中职学校就业方向英语教学 摘要:中职学校英语教学具有很强的挑战性和灵活性,老师不但要具有深厚的专业知识,更需要根据中职学生与普通中学学生性质的不同而有针对性地进行英语教学。中职英语老师需要有针对性的备课,灵活多变的课堂组织教学,以及不可忽略的课后教学。 关键词:中职学生就业方向英语教学 中图分类号: g718 文献标识码: c 文章编号:1672-1578(2011)11-0215-02 许多中等职业学校的教师都认为教学就是把自己所学知识倾囊 相授,这些年教学实践使笔者明白中职英语教学具有很强的挑战性和灵活性,老师不但要具有深厚的专业知识,更需要根据中职学生与普通中学学生的性质不同,而有针对性地进行英语教学。下面笔者主要针对就业方向的中职学生浅谈一下英语教学应该注意的几点: 1 有针对性地备课 中等职业学校学生的文化知识一般比较差,英语老师在教学前是否认真的有针对性的备课是教学是否成功的首要条件,备课时教师要熟悉大纲和教材,把握教学内容;分析教学任务,明确教学目标;研究学生特点和性质以及学生的知识基础,选择教学方法;设计教学过程,编写教学计划,从而为上课做好充分的准备。中等职业学校就业方向的英语教学应以“适用”为备课原则,以求学生能掌握一些基础英语知识以及能说一些日常生活适用的英语,很多属于高

考的英语知识点或难点则可以选择不予讲解。 2 进行有效的课堂组织教学 2.1激发学习英语的激情与兴趣 每个教师都明白学习兴趣对于教学的重要性,而在中职学校教学过程中这一点显得尤为重要,中职学生在中学的文化课已经相对薄弱,这严重导致了他们缺乏对文化课的学习兴趣,进入中职学校还要学习文化课,他们显然没有任何的学习兴趣,尤其是英语这一学科,一些学生甚至连26个英语字母都在中学时没能掌握,不能准确的针对国际音标发音,怎能还有学习兴趣?所以作为一名中职学校的英语教师,怎样唤醒中职学生的英语学习兴趣是一个教学过程中的一个重点也是难点,培养中职学生学习英语的激情与兴趣应该从两点出发:首先,要从教师本身出发。我们很多人都认为老师一般都需要在学生面前建立自己的威信,这点的确需要,但是往往很多老师过于严肃,让学生产生了相当大的畏惧心理,再加上教学内容全是枯燥的英语语法知识,中职学生怎能对英语学习充满学习兴趣?其实老师上英语课应该一改严肃的教学风格,上课可以带上丰富的肢体语言,英语语言可以抑扬顿挫,面部表情可以根据授课内容而变化,同时老师面对学生要少一点架子,多一点的尊重和真诚,少一点尖酸刻薄,多一点赏识和信赖,少一些冷漠,多一点的热情和交流.师生之间只有互相了解,互相沟通,互相平等,学生才会喜欢你,才会爱你,到那时候,“亲其师而信其道”,一名这样的英语教师在学生喜欢的环境下教学必定充满了教学乐趣,学生同时也

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纳米复合材料制备

方法: 1.1溶胶一凝胶法 溶胶一凝胶法是一种制备纳米复合材料的重要方法,它是将无机相的前驱体(例如:正硅酸乙醋)和聚合单体、低聚物或高聚物在液态状态下相互混溶,实现分子级水平的均匀混合后,发生溶胶一凝胶反应,生成的纳米复合材料的各组分之间可以形成相互连接的范德华力、氢键或者是化学键,防止了相分离的发生。 溶胶凝胶法的特点在于,该方法反应条件温和,分散均匀,甚至可以达到“分子复合”的水平。目前溶胶一凝胶法是应用最多、也比较完善的方法之一。但它也有一些缺点,如前驱物大都是正硅酸烷基酷,价格昂贵而且有毒;干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发,使材料内部产生收缩应力,致使材料脆裂,很难获得大面积或较厚的纳米复合材料等。 1.2原位聚合法 原位聚合,即在位分散聚合,是制备具有良好分散效果纳米复合材料的重要方法。该方法将纳米粒子在单体中均匀分散,然后在一定条件下就地聚合,形成纳米复合材料。 (由于这些原位生成的第二相与基体间的界面有着理想的原位匹配,能显着改善材料中两相界面的结合状况。而且,原位复合省去了第二相的预合成,简化了工艺。此外,原位复合还能够实现材料的特殊显微结构设计并获得特殊性能,同时避免因传统工艺制备材料时可能遇到的第二相分散不均匀,界面结合不牢固以及物理、化学反应使组成物相丧失某些特性等不足的问题。原位聚合法可在水相,也可在油相中发生,单体可进行自由基聚合,在油相中还可进行缩聚反应,适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。)原位聚合法反应条件温和,制备的复合材料中纳米粒子分散均匀,粒子的纳米特性完好无损。同时在聚合过程中,只经次聚合成型,不需热加工,避免了由此产生的降解,从而保持了基本性能的稳定。但其使用有较大的局限性,因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。 1.3插层法 插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中,然后单体在无机片层之间聚合。在此过程中,单体进入无机片层之间,并因聚合可使片层间距扩大甚至剥离,使层状填料在聚合物基体中达到纳米尺度的分散,从而获得纳米级复合材料。 1.3.1溶剂插层法(大分子或预聚物插层法) 该方法首先将层状硅酸盐在一种溶剂(可以是有机溶剂或水)中剥离成单片层,然后将聚合物(对于不溶解聚合物,可使用预聚物)溶解在该混合物中,由于聚合物与层状硅酸盐片层有一定的吸附作用,当除去溶剂后,层状硅酸盐发生聚集,将聚合物夹在层状硅酸盐之间,得到具有一定规整结构的纳米复合材料。 对于水溶性基体,如氧化聚乙烯PEo[聚乙烯醇PV A[s]都使用该方法得到了插层型纳米复合材料,而聚己酸内醋PCL和聚交酷PLA溶解在氯仿中也使用该方法得到了纳米复合材料件。对于不能溶解的一些聚合物,则将其预聚物溶解在含有剥离层状硅酸盐的溶液中,使预聚物吸附在层状硅酸盐上,然后采用物理或化学方法将预聚物转化为目标聚合物,如聚酞亚胺。 1.3.2原位插层聚合法 将层状硅酸盐在液体单体(或单体溶液)中溶胀,然后单体在层间引发聚合,引发可以采

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纳米复合材料制备

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生,单体可进行自由基聚合,在油相中还可进行缩聚反应,适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。) 原位聚合法反应条件温和,制备的复合材料中纳米粒子分散均匀,粒子的纳米特性完好无损。同时在聚合过程中,只经次聚合成型,不需热加工,避免了由此产生的降解,从而保持了基本性能的稳定。但其使用有较大的局限性,因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。 1.3插层法 插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中,然后单体在无机片层之间聚合。在此过程中,单体进入无机片层之间,并因聚合可使片层间距扩大甚至剥离,使层状填料在聚合物基体中达到纳米尺度的分散,从而获得纳米级复合材料。 1.3.1溶剂插层法(大分子或预聚物插层法) 该方法首先将层状硅酸盐在一种溶剂(可以是有机溶剂或水)中剥离成单片层,然后将聚合物(对于不溶解聚合物,可使用预聚物)溶解在该混合物中,由于聚合物与层状硅酸盐片层有一定的吸附作用,当除去溶剂后,层状硅酸盐发生聚集,将聚合物夹在层状硅酸盐之间,得到具有一定规整结构的纳米复合材料。 对于水溶性基体,如氧化聚乙烯PEo[聚乙烯醇PVA[s]都使用该方法得到了插层型纳米复合材料,而聚己酸内醋PCL和聚交酷PLA溶解在氯仿中也使用该方法得到了纳米复合材料件。对于不能溶解的一些聚合

高分子纳米复合材料的制备

高分子纳米复合材料的制备 摘要: 纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的材料科学。由于纳米材料体系具有许多独特的性质,应用前景广阔,而且涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面科学等多种学科,在实际应用和理论上都具有极大的研究价值,所以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一,被誉为“21世纪最有前途的材料”[1, 2]。 关键词:高分子纳米复合材料,纳米单元,制备 由于纳米微粒尺寸小、比表面积大,表面原子数、表面能和表面张力随粒径的下降急剧增大,表现出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点,从而使纳米粒子出现了许多不同于常规固体的新奇特性,展示了广阔的应用前景;同时它也为常规的复合材料的研究增添了新的内容,含有纳米单元相的纳米复合材料[5]通常以实际应用为直接目标,是纳米材料工程的重要组成部分,正成为当前纳米材料发展的新动向,其中高分子纳米复合材料[6~10]由于高分子基体具有易加工、耐腐蚀等优异性能,且能抑止纳米单元的氧化和团聚,使体系具有较高的长效稳定性,能充分发挥纳米单元的特异性能,而尤受广大研究人员的重视。 高分子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,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(1 nm~100 nm)内,就可将其看为高分子纳米复合材料。对通常的纳米粒子/高分子复合材料按其复合的类型大致可分为三种:0-0复合,0-2 复合和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,甚至粒子聚集体形成分形结构;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,本文主要涉及后两种类型的高分子纳米复合材料。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[1]。 纳米单元与高分子直接共混 此法是将制备好的纳米单元与高分子直接共混,可以是溶液形式、乳液形式,也可以是熔融形式共混。可用于直接共混的纳米单元的制备方法种类繁多[15~18],通常有两种形式的制备:从小到大的构筑式,即由原子、分子等前体出发制备;从大到小的粉碎式,即由常规块材前体出发制备(一般为了更好控制所制备的纳米单元的微观结构性能,常采用构筑式制备法)。总体上又可分为物理方法、化学方法和物理化学方法三种。 物理方法有物理粉碎法,采用超细磨制备纳米粒子,利用介质和物料间相互研磨和冲击,并附以助磨剂或大功率超声波粉碎,达到微粒的微细化;物理气相沉积法(PVD):在低压的惰性气体中加热欲蒸发的物质,使之气化,再在惰性气体中冷凝成纳米粒子,加热源可以是电阻加热、高频感应、电子束或激光等,不同的加热方法制备的纳米粒子的量、大小及分布等有差异;还有流动液

纳米复合材料发展与现状

纳米复合材料发展与现状 201041505118 李少军10材料一班 1 纳米复合材料 超细粒子(或纳米粒子)是指尺度介于原子、分子、离子与块状材料之间,粒径在1~100nm范围以内的微小固体颗粒。随着物质的超细化,产生了块状材料不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应,从而使超细粒子与常规颗粒材料相比具有一系列优异的物理、化学性质。纳米粒子经压制、烧结或溅射组合而成的具有某些特定功能的结构即纳米材料。它断裂强度高、韧性好、耐高温,纳米复合同时也提高材料的硬度、弹性模量、Weibull模数,并对热膨胀系数、热导率、抗热震性产生影响。[1] 纳米复合主要指在微米级结构的基体中引入纳米级分散相。纳米复合材料(复合超微细颗粒)表现出许多与模板核本质不同的性质,如不同的表面组成、磁性、光学性能、稳定性及表面积等。纳米复合材料涉及的范围广泛,它包括纳米陶瓷材料、纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米催化材料、纳米半导体材料、纳米聚合材料等。纳米粒子具有很高的活性,例如木屑、面粉、纤维等粒子若小到纳米级的范围时,一遇火种极易引起爆炸。纳米粒子是热力学不稳定系统,易于自发地凝聚以降低其表面能,因此对已制备好的纳米粒子,如果久置则需设法保护,例如保存在惰性空气中或其他稳定的介质中以防止凝聚。纳米材料是物质以纳米结构按一定方式组装成的体系。它是纳米科技发展的重要基础,也是纳米科技最为重要的研究对象。纳米材料也被人们誉为21 世纪最有前途的材料。由于纳米材料本身所具有的特殊性能。作为一种全新性能的先进复合材料,在微电子、信息、汽车、宇航、国防、冶金、机械、生物、医药、光学等诸多领域有极广泛的应用前景。 2 纳米复合材料的分类 研究纳米复合材料的一个重要目的是改进并提高块体材料的性能,或通过结构复合来发现块材料中并不存在的性能或效应。和块体材料相比,纳米复合材料的物理和化学性质将更多地依赖于材料的表面缺陷和量子尺寸效应。目前.纳米复合材料的种类繁多,可分为:固态纳米复合材料和液态纳米复合材料。基质材料对于纳米粒子的结构具有稳定作用;而基质材料的不同,又可将纳米复合材料区分为:无机基纳米复合材料和聚合物基纳米复合材料。聚合物基包括单聚合物、共聚合物和聚合物的混合;无机基则包括玻璃,如多孔玻璃、分子筛、溶胶一凝胶玻璃和陶瓷等。[2]还可根据纳米粒子的物理性质可将纳米复合材料区分为:半导体纳米复合材料、铁电体微晶复合材料、染料分子纳米复合材料、稀土纳米复合材料、金属(合金)纳米复合材料、光学纳米复合材料(非线性、发光、光折变等)、磁性纳米复合材料等。 3 纳米复合材料的制备 3.1 溶胶- 悬浮液混合法

纳米复合材料

SHANGHAI UNIVERSITY 课程论文 COURSE PAPER 简述纳米复合材料 学院:材料科学与工程学院 专业: 电子科学与技术 学号: 1 2 1 2 1 7 6 5 姓名: 陆 申 阳 课程: 材料科学导论C 日期: 2014年5月10日

简述纳米复合材料 12121765 陆申阳 摘要:纳米复合材料日新月异的发展为我们的生活带来了诸多方法便。本文简要的介绍了纳米复合材料的名称来源、种类、结构组成、功能特点及其在现代生活中的应用情况。纳米复合材料作为新兴材料,在材料中占有较大的比例,在各方面的应用也十分广泛。 1引言 由于复合材料的力学性能比较突出,综合性能优良,使得复合材料广泛应用于航空航天、国防、交通、体育、工业设备等领域。其中纳米复合材料是最具有吸引力的部分,世界发达国家的新材料发展战略都把纳米复合材料放在重要位置。纳米复合材料作为一类新材料,它拥有自己引人注目的一系列特点。而现代生活与纳米复合材料的练习也越来越紧密。 2总论 2.1复合材料 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。在复合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,称为增强材料。 复合材料各组分之间“取长补短”、“协同作用”,极大地弥补了单一材料的缺点,产生单一材料不具备的新性能。复合材料具有较强的可设计性。可以根据对产品形状的需求,将复合材料设计成不同的形状,避免多次加工,减少工序;也可以根据需要的产品性能对其性能进行设计,通过改变基体的性能、含量,增强材料的性能、含量、分布情况,以及他们之间的界面结合情况,来实现对复合材料性能的设计。

环氧树脂_二氧化钛纳米复合材料的制备及性能

环氧树脂/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能 作者:董元彩, 孟卫, 魏欣, 杨绪杰, 陆路德, 汪信 作者单位:南京理工大学材料化学教研室,210094 刊名: 塑料工业 英文刊名:CHINA PLASTICS INDUSTRY 年,卷(期):1999,27(6) 被引用次数:74次 参考文献(11条) 1.Shang SW;WilliamsJ W查看详情[外文期刊] 1994(29) 2.ShangSW;WilliamsJW查看详情 1995(30) 3.黄锐;徐伟平查看详情 1997(03) 4.熊传溪;闻荻江;皮正杰查看详情 1994(04) 5.欧玉春;漆宗能查看详情 1997(02) 6.Henglein A查看详情 1989(89) 7.严东生查看详情 1995(01) 8.Rustum Roy查看详情 1987(18) 9.林鸿益查看详情 1994(06) 10.张宝龙;黄吉甫查看详情 1998(05) 11.邹盛欧查看详情 1996(09) 引证文献(74条) 1.吴宗汉.罗曼环氧树脂及涂料的增韧改性[期刊论文]-涂料工业 2009(12) 2.熊磊.王汝敏.梁红波.管静超支化聚合物接枝纳米TiO2/环氧树脂复合材料的制备与表征[期刊论文]-中国胶粘剂 2009(4) 3.齐鑫.邸明伟纳米技术在弹性体增韧环氧树脂中的应用[期刊论文]-粘接 2009(1) 4.颜正义.游长江.李瑶环氧树脂增韧改性的研究进展[期刊论文]-广州化学 2009(1) 5.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[期刊论文]-森林工程 2009(6) 6.欧宝立.李笃信表面修饰纳米SiO2增强增韧聚氯乙烯[期刊论文]-复合材料学报 2009(1) 7.江曙.廖立兵环氧树脂/金云母纳米复合材料的制备与表征[期刊论文]-矿物学报 2008(4) 8.狄宁宇.沈鉴烽.曹万荣.刘攀登.郑芳环氧灌封料中无机填料的研究[期刊论文]-绝缘材料 2008(5) 9.谢宇.曹黎华纳米粒子改性环氧树脂的研究进展[期刊论文]-应用化工 2008(3) 10.王合情.曹诺.肖卫东.胡高平纳米有机蒙脱土改性环氧树脂的研究[期刊论文]-现代塑料加工应用 2007(6) 11.王慧敏.柳婵.李清环氧丙烯酸酯/蒙脱土插层材料的研究[期刊论文]-烟台大学学报(自然科学与工程版)2007(3) 12.曹端庆.熊联明.覃毅.李璐.曾林辉.郭亮环氧树脂改性方法研究进展[期刊论文]-塑料科技 2007(11) 13.曹树祥.黎苇.余任亮纳米材料的特性及其在建筑涂料中的应用[期刊论文]-九江职业技术学院学报 2007(3) 14.陈士昆.吴杰颖.徐国财微米碳酸钙复合树脂制备及表征[期刊论文]-淮南师范学院学报 2007(3) 15.曹诺.肖圣洁.肖卫东三溴苯酚/环氧树脂活性阻燃体系的增韧研究[期刊论文]-塑料科技 2007(3) 16.魏建军.毕兴.姚建武纳米材料的特性及其在建筑涂料中的应用[期刊论文]-江西化工 2007(2)

纳米复合材料

纳米复合材料的制备及其应用 分析化学饶海英20114209033 摘要:聚合物基复合材料目前已经成为复合材料发展的一个重要方向,它涉及了材料物理、材料化学、有机材料、高分子化学与物理等众多学科的知识。本文主要针对纳米复合材料的制备方法、性能及应用等方面的研究进展情况进行了综述。 复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国航、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分。80年代初Roy等提出的纳米复合材料[1-3],为复合材料研究应用开辟了崭新的领域。纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。由于纳米微粒独特的效应,使其物理和化学性能方面呈现出不同的性能。将纳米材料与复合材料结合起来,所构成的纳米复合材料兼有纳米材料和复合材料的优点,因而引起科学家的广泛关注和深入的研究[4-5,44,45]。纳米复合材料的基体不同,所构成的复合材料类型也不同,如:金属基纳米材料[9-11,43]。陶瓷基纳米材料[12]、聚合物基纳米材料。 近年来发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。 1纳米聚合物基复合材料 1.1 纳米聚合物基复合材料的合成进展 在纳米聚合物基复合材料方面,主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体,分散水平达到纳米级,得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。较早发展起来的几种聚合物纳米复合材料的制备方法[13-14]有共混法、溶胶-凝胶法(sol-ge1)、插层复合技术(interaction),可分为插层和剥离(exfoliate)两种技术、原位(in-situ)法、母料法、模定向合成法(template directed)包括化学方法和电化学方法。 声化学合成(sonochemical synthesis)是制备具有独特性能的新材料的有效方法。

纳米复合材料及其制备技术综述

第23卷第4期2002年7月 江苏大学学报(自然科学版) Journal of Jiangsu U niversity(Natur al Science) V ol.23No.4 July2002 纳米复合材料及其制备技术综述 赵晓兵,陈志刚 (江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013) [摘 要]纳米材料是一种新型高性能的材料,已在工业生产中得到了广泛的应用 由于它具有特殊的用途和性能,更多地应用于一些特定的场合 纳米材料的制备方法一直是人们关注的热点问题,本文综述了纳米复合材料的制备方法,着重介绍了制备纳米复合材料的关键 纳米粉体的分散技术,重点介绍了几种常用的分散方法及其原理,并较全面地分析了纳米复合材料的应用前景 [关键词]纳米复合材料;制备方法;分散 [中图分类号]TB383 [文献标识码]A [文章编号]1671-7775(2002)04-0052-05 纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度的范围或由它们作为基本单元构成的材料 在纳米量级的范围内,材料的各种限域效应能够引起各种特性发生相当大的改变[1,2] 这些变化可以提高材料的综合性能,为发展新型高性能材料创造了条件 然而,单一的纳米晶材料在制备技术上存在困难,往往不能满足实际应用的需要,许多研究将纳米粒子和其他材料复合成纳米复合材料,这种复合材料有可能同时兼顾纳米粒子和其他材料的优点,具有特殊的性能 纳米复合材料的概念最早是由Rey和Kom arneni在20世纪80年代提出的[3] 纳米复合材料是由两种或两种以上的不同相材料组成,其复合结构中至少有一个相在一个维度上呈纳米级大小 纳米复合材料的组成可以是金属/金属、金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷、无机(金属、陶瓷)/聚合物、聚合物/无机及聚合物/聚合物等不同的组合方式 1 纳米粉体的分散 由于纳米组分粒径小、比表面积大,极易形成尺寸较大的团聚体[4],从而使纳米复合材料中不存在或存在很少的纳米相,难以发挥纳米相的独特作用 因此,纳米组分在基体中的分散是制备纳米复合材料的关键,受到广泛的重视,目前主要采用以下几种方法实现纳米级分散 1 1 超声波分散 利用超声空化时产生的局部高温、高压或强冲击波和微射流等,弱化纳米粒子间的纳米作用能,可有效地防止纳米粒子的团聚 Lu将平均粒径为10nm的CrSi2加到丙烯晴-苯乙烯共聚物的四氢呋喃溶液中,经超声分散得到包裹高分子材料的纳米晶体[5] 采用超声波分散时,若停止超声波振荡,仍有可能使纳米粒子再度团聚 另外,超声波对极细小的纳米颗粒,其分散效果并不理想,因为超声波分散时,颗粒共振加速运动,使颗粒碰撞能量增加,可能导致团聚 1 2 机械搅拌分散 借助外力的剪切作用使纳米粒子分散在介质中 在机械搅拌下纳米粒子的特殊结构容易产生化学反应,形成有机化合物枝链或保护层,使纳米粒子更易分散 但搅拌会造成溶液飞溅,反应物损失 1 3 分散剂分散 1 3 1 加入反絮凝剂形成双电层 选择适当的电解质作分散剂,使纳米粒子表面吸引异电离子形成双电层,通过双电层之间的库仑排斥作用使纳米粒子分散 例如,用盐酸处理纳米Al2O3后,在纳米Al2O3粒子表面生成三氯化铝(AlCl3),三氯化铝水解生成AlCl2+和AlCl2+,犹如纳米Al2O3粒子表面吸附了一层AlCl2+和AlCl2+,使纳米Al2O3成为一个带正电荷的胶粒,然后胶粒吸附OH-而形成一个庞大的胶团 如图1所示 由此可得分散较好的悬浮液 [收稿日期]2002-03-04 [基金项目]江苏省教育厅自然科学基金资助项目(99KJD430004) [作者简介]赵晓兵(1975-),男,河北石家庄人,江苏大学硕士生

纳米复合材料研究进展

第20卷第1期2014年2月 (自然科学版) JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) Vol.20No.1 Feb.2014 DOI:10.3969/j.issn.1007-2861.2013.07.054 纳米复合材料研究进展 杜善义 (哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150080) 摘要:针对聚合物基纳米复合材料的某些热点和重点问题进行了总结和评述,并讨论了碳纳米管、石墨烯及纳米增强界面等以增强为主的纳米复合材料的研究状况和存在的问题;系统地评述了纳米纸复合材料、光电纳米功能复合材料以及纳米智能复合材料等以改善功能为主的纳米功能复合材料的研究动态. 关键词:复合材料;纳米材料;聚合物;功能材料 中图分类号:N19文献标志码:A文章编号:1007-2861(2014)01-0001-14 Advances and Prospects of Nanocomposites DU Shan-yi (Center for Composite Materials and Structures,Harbin Institute of Technology, Harbin150080,China) Abstract:This work provides an overview of recent advances in the polymer nanocompos-ites research.The key research opportunities and challenges in the development of carbon nanotube graphene,interfacial bonding strength in structural and functional nanocom-posites are addressed in the context of?ber reinforced polymer composites.The state of knowledge in mechanical and physical properties of polymer nanocomposite is presented with a particular emphasis on buckypaper enabled polymer nanocomposites,electrically and optically functional nanocomposites,smart and intelligent nanocomposites,and func-tional and multifunctional nanocomposites.Critical issues in the nanocomposites research and applications are discussed. Key words:composite;nano-material;polymer;functional material 复合材料作为材料大家族中的重要一员,已经深入到人类社会的各个领域,为社会经济与现代科技的发展作出了重要贡献.复合材料科学与技术的发展经历了从天然复合材料到人工复合材料的历程,而人工复合材料的诞生更是材料科学与技术发展中具有里程碑意义的成就. 20世纪50年代以玻璃纤维增强树脂的复合材料(玻璃钢)和20世纪70年代以碳纤维增强树脂的复合材料(先进复合材料)是两代具有代表性的复合材料.这两代材料首先在航空航天和国防领域得到青睐和应用,后来逐渐扩大到体育休闲、土木建筑、基础设施、现代交通、海洋工程和能源等诸多领域,使得复合材料的需求越来越强烈,作用越来越显著,应用领域越来越广泛,用量也越来越多,而相应的复合材料科学与技术也在不断地丰富和发展.随着纳米技术的出现和不断发展,纳米复合材料已经凸显了很多优异的性能,从一定意义上有力地推进了新一 收稿日期:2014-01-01 通信作者:杜善义(1938—),男,教授,博士生导师,中国工程院院士,研究方向为飞行器结构力学和复合材料. E-mail:sydu@https://www.docsj.com/doc/216916500.html,

ZnO-CNTs纳米复合材料的制备及性能表征

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) October Acta Phys.?Chim.Sin.,2006,22(10):1175~1180 ZnO?CNTs纳米复合材料的制备及性能表征朱路平1,2黄文娅3马丽丽4傅绍云1,*余颖4贾志杰4 (1中国科学院理化技术研究所,北京100080;2中国科学院研究生院,北京100049; 3武汉耀华玻璃有限公司,武汉430010;4华中师范大学纳米科技研究院,武汉430079)摘要以醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和经硝酸处理过的碳纳米管(CNTs)为原料,一缩二乙二醇(DEG)为溶剂, 采用溶胶法制备得到ZnO?CNTs纳米复合材料,并通过XRD、TEM、SEM、IR、PL等手段对样品进行了表征, TEM及SEM结果显示,负载在碳纳米管上的氧化锌纳米颗粒的尺寸小于25nm.讨论了反应时间、反应温度等 因素对产品形貌的影响,并对复合材料的光致发光效应及其形成机理进行了初步的探讨.PL结果表明,相对于 纯ZnO,ZnO?CNTs纳米复合材料的近紫外发射峰峰位发生了明显的蓝移. 关键词:溶胶法,ZnO?CNTs,纳米复合材料,红外吸收,光致发光光谱 中图分类号:O648 Synthesis and Characteristics of ZnO?CNTs Nanocomposites ZHU,Lu?Ping1,2HUANG,Wen?Ya3MA,Li?Li4FU,Shao?Yun1,*YU,Ying4JIA,Zhi?Jie4 (1Technical Institute of Physics and Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing100080,P.R.China;2Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,P.R.China;3Wuhan Yaohua Pilkington Safety Glass Co.Ltd.,Wuhan 430010,P.R.China;4Institute of Nano?Science and Technology,Central China Normal University,Wuhan430079,P.R.China) Abstract ZnO?CNTs nanocomposites were successfully synthesized by sol method using Zn(CH3COO)2·2H2O and treated multiwalled carbon nanotubes(CNTs)as raw materials and diethyleneglycol(DEG)as regent.The samples were determined by means of X?ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),scanning electron microscopy(SEM),infrared(IR)absorbence,and photoluminescence(PL)spectrum.TEM and SEM images indicated that the coating layer was composed of ZnO nanoparticles with size less than25nm.The effects of various experimental conditions,such as reaction duration and reaction temperature on the obtained composites were investigated as well.Finally,PL function and possible formation mechanism of ZnO?CNTs nanocomposites were proposed.The PL spectra of ZnO?CNTs nanocomposites showed obvious blue?shifts compared with that of pure ZnO nanomaterial. Keywords:Sol method,ZnO?CNTs,Nanocomposite,IR absorbence,PL spectrum 碳纳米管(CNTs)自从1991年[1]被发现以来,由于其独特的结构、纳米级的尺寸、高的有效比表面积和可呈现导体的性质,使其在工程材料的纳米增强相和半导体材料等方面很受关注.同时,由于其具有极大的比表面积和化学稳定性,以及独特的电子结构、孔腔结构和吸附性能,也被认为是一种良好的载体[2?6].近几年来,由于碳纳米管管壁的官能化的发展,加之其优良的电子传导性,对反应物种和反应产物的特殊吸附及脱附性能,特殊的孔腔空间立体选择性,碳与金属催化剂的金属?载体强相互作用以及碳纳米管的量子效应而导致的特异性催化和光催化性质,使其越来越多地用作催化剂载体[7].目前 [Article]https://www.docsj.com/doc/216916500.html, Received:March22,2006;Revised:April14,2006.*Correspondent,E?mail:lpzhu@https://www.docsj.com/doc/216916500.html, or syfu@https://www.docsj.com/doc/216916500.html,;Tel/Fax:010?82543752.国家自然科学基金(20207002)资助项目 鬁Editorial office of Acta Physico?Chimica Sinica 1175

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