聚合物无机纳米复合材料
聚合物无机纳米复合材料
兰章高分子化学与物理
前言
聚合物无机纳米复合材料是指以聚合物为有机相与无机相的纳米颗粒或者纳米前驱体进行复合组装而得到的体系。由于利用了无机纳米粒子的表面效应、体积效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，加之聚合物密度小、强度高、耐腐蚀、易加工等诸多优良特性，使聚合物无机纳米复合材料呈现出很多不同于常规聚合物复合材料的特性。不仅使聚合物的力学性能得到了很大的提高，而且有的聚合物无机纳米复合材料还具有光、电、磁功能特性[1]。
1. 聚合物无机纳米复合材料的制备
聚合物无机纳米复合材料的制备方法多种多制备方法样，最常见的有插层法、溶胶—凝胶法、直接共混法。另外最近的研究热点是用自组装法来制备聚合物无机纳米复合膜。1.1插层复合法
插层复合法是一种将单体或聚合物插入到层状硅酸盐片层（如硅酸盐类粘土、磷酸盐类、石墨等）之间，进而破坏硅酸盐的片层结构，制备聚合物无机纳米复合材料。根据插层形成不同可分为：（1）插层聚合：即单体先嵌入片层，再在光、热、引发剂等作用下聚合。如余鼎声、王一中等[2]将粘土与己内酰胺熔融混合，再用引发剂引发聚合制得粘土/尼龙6嵌入复合材料；（2）溶液或乳液插层：即通过聚合物溶液或乳液,将聚合物嵌入片层。如Tyan 等[3]研究了溶液插层法制备聚酰亚胺/粘土纳米复合材料。选择适当溶剂将用对苯二胺改性的粘土和聚酰亚胺溶解，对苯二胺插入晶层造成粘土的不可逆膨胀，有利于聚酰亚胺与对苯二胺的氨基反应，得到性能更好的纳米复合材料。（3）熔体插层：即将聚合物熔融嵌入。它无需任何溶剂,适合大多数聚合物。Hoffmann等[4]用熔融直接插层法成功制备了PS/Clay纳米复合材料，具有预期的结构和优良的性能。图一为原位插层聚合制备PLS纳米复合材料示意图。
图一原位插层聚合制备纳米复合材料示意图
1.2 溶胶—凝胶法
溶胶—凝胶法（Sol—Gel）是制备聚合物无机纳米复合材料的常用方法。用该法合成的纳米材料范围很广，特别是在功能材料方面具有广泛的应用前景。其基本原理为：将烷氧金属或金属盐等前驱体（水溶性盐或油溶性醇盐）溶于水或有机溶剂中形成均质溶液，溶质发生水解反应形成纳米粒子并形成溶胶（Sol），缩聚成凝胶（Gel）。再经溶剂挥发或加热等方法处理制成复合材料。如朱春玲等[5]将半导体粒子分散在添加有聚合物的硅胶网络中，用溶胶—凝胶结合水热结晶技术，成功把聚合物引入MS-SiO2网络结构，合成了Polymer/MS/SiO2 (M=Pb,Cd)复合纳米材料，当高聚物为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）时，还获得一种类似核—壳结构的复合粒子。陈艳等[6]采用溶胶－凝胶法制备了聚酰亚胺(PI)/SiO2纳米复合材料，SiO2含量低于10wt%时，样品是透明的浅黄色薄膜，高于10wt%时，样品是不透明的棕黄
色薄膜。同PI相比，PI/SiO2纳米复合材料的热稳定性和模量更高。图二为高分子聚合与Si(OR)4水解同时进行形成互穿网络。
图二ROMP（开环聚合）与Si(OR) 4水解形成SIPN
1.3 直接共混法
共混法首先合成出各种形态的纳米粒子，再通过各种方式与有机聚合物共合，是制备纳米复合材料最简单的方法，适合各种形态的纳米粒子。共混方法可以分为溶液共混、乳液共混、熔融共混及机械共混等。其优点是纳米粒子与材料的合成分步进行，可控制纳米粒子的形态、尺寸。不足之处是由于纳米粒子易团聚，共混时纳米粒子难以均匀分散。为防止纳米粒子团聚，共混前要对纳米粒子表面进行处理，可用物理或化学方法。如任显诚等[7]通过对纳米级CaCO3进行预处理并采用熔融共混工艺制备了PP/纳米CaCO3复合材料。CaCO3对聚丙烯的结晶过程有明显的诱导作用，提高了β晶的含量，增加了PP基体的韧性。M.YOSHIDA等[8]利用反相胶乳制备纳米TiO2粒子，在N－甲基吡咯烷酮（NMP）中与聚酰亚胺溶液共混，制备出纳米TiO2/PI复合材料。黄锐等[9]利用双辊开炼及模压制得了LDPE/SiC/Si3N4纳米复合材料，与LDPE相比，含5％（w）SiC/ Si3N4的复合材料的拉伸强度提高了112％，拉伸断裂伸长率提高了25％，缺口冲击强度提高了103％。王旭等[10]利用非水悬浮液的方法制得了AIN（氮化铝）/PI复合材料。AIN以纳米级均匀地分布在基体中。这种复合材料在硅酸盐体积含量高达60％时，由于复合效果的存在，仍能维持它的热和力学性能。
1.4 自组装法
近年来出现了许多合成聚合物/无机纳米复合膜的一些新方法。如用自组装技术来制备复合膜，可将有机聚合物模板和无机纳米粒子方便而可控地结合在一起。目前研究热点是LB 膜法和静电自组装法。（1）LB膜法：是利用具有疏水端和亲水端的两亲性分子在气－液（一般为水溶液）界面的定向性质，制备纳米微粒与超薄聚合物膜形成的聚合物－无机层交替的复合材料[11]。可实施的有两种方法，一是利用含金属离子的LB膜，通过与H2S进行化学反应得到聚合物－无机纳米复合膜；二是对已制备的纳米粒子直接进行LB膜安装。（2）静电自组装法：是以阴阳离子的静电
相互作用为驱动力，制备单层或多
层有序膜[12]。先将硅、金属或塑料
模板经APS（N-2-（2-aminoethyl）
-3-aminopropyltrimethoxysilane）处
理使之带正电荷，然后将模板浸入
带负电荷的TiO2的溶液中，多次重
复该过程就会得到一种多层结构纳
米复合材料，可在一定程度上控制
微区的形态、结构。图三超薄TiO2聚合物膜的形成过程
2 聚合物无机纳米复合材料的性能
聚合物无机纳米复合材料具有普通复合材料所具有的共同特点：（1）可综合发挥各种组分的协同效能[13]，这是其中任何一种材料都不具备的多种性能，是复合材料的协同效应赋予的。（2）性能的可设计性[14]，可针对纳米复合材料的性能需求进行材料的设计与制造。（3）可按需要加工材料的形状，避免多次加工和重复加工。聚合物无机纳米复合材料同时也具有其他复合材料所不具备的一些性能。
2.1 同步增韧增强效应[15]
有机材料具有韧性，无机材料具有刚性，无机材料对有机材料的复合改性，会提高有机材料的刚性，但同时会降低有机材料的韧性。这些复合改性，效果往往是单一的，甚至是矛盾的。而纳米材料对有机聚合物的复合改性，却是在发挥无机材料的增强效果的同时，又能起到增韧的效果，这是纳米材料对有机聚合物复合改性最显著的效果之一。如吴唯,徐种德等[16]报道了经表面处理的纳米SiO2对PP具有增强增韧作用。PP 拉伸强度与模量、弯曲强度与模量都随纳米SiO2用量增加而明显提高,尤其弯曲强度。纳米SiO2含量为1.5%～5.0%时,对PP 还具有室温增韧效果。纳米粒子的增韧增强改性机理具有以下过程: ①无机纳米粒子的存在产生应力集中效应,易引发周围树脂产生微开裂,吸收一定的变形功; ②无机纳米粒子的存在使基体树脂裂纹扩展受阻和钝化,最终终止裂纹,不致发展为破坏性开裂; ③随着纳米粒子粒径的减小,粒子的比表面积增大,填料与基体接触面积增大,材料受冲击时产生更多的微裂纹,吸收更多的冲击能。但若填料用量过多,微裂纹易发展成宏观开裂,反而造成复合材料性能下降。
2.2 强度大、模量高
普通无机粉体材料对有机聚合物基复合材料有较高的强度、模量，而纳米材料增强的有机聚合物复合材料却有更高的强度模量，加入量很小（3％～5％质量分数）即可使聚合物的强度、刚性、韧性及阻隔性能获得明显提高。不论是拉伸强度或是弯曲强度，还是拉伸模量或是弯曲模量均具有一致的变化率。在加入与普通粉体相同体积比的情况下，一般要高出1-2倍，在加入相同质量比的情况下，一般要高出10倍以上。与玻璃纤维增强复合材料的强度、模量相当，但材料的密度小、质量轻[17]。
2.3 新品功能高分子材料[18]
传统功能高分子材料基本上都是通过化学反应合成得到的，它们都具有一定的官能团，或者要赋予一定的官能团，才能表现出它的功能性来。而纳米复合材料是通过纳米材料改性有机聚合物而赋予复合材料新的功能，纳米材料以纳米级水平均匀分散在复合材料中，没有所谓的官能团，但可以直接或间接的达到具体功能的目的，诸如光电转换，电磁特性等。
2.3.1 聚合物无机纳米复合材料的光
电转换功能
近年来，科研工作者发现将电子给体与电子
受体以一定的形式复合，可以显著提高有机
太阳能电池的光电转换效率，而共轭聚合物
复合体系正是这种电子给体与电子受
与C
60
体的复合，从而引起了人们的广泛兴趣。如
Heeger小组[19]用C
与共轭聚合物构成互穿
60
网络结构复合材料，具有光电转换功能，可
用在有机太阳能电池中。该复合材料的结构
如图四。图五为此复合材料的光诱导过程。
1995年Yu[20]制得MEH－PPV/C
互穿网络结构
60
复合材料应用于太阳能电池，电荷收集效率图四互穿网络结构示意图
达29％，能量转换效率为2.9％，二指标均较双层或多层膜结构有了很大提高。
光诱导电子转移示意图
图五聚合物向C
60
2.3.2 聚合物无机纳米复合材料的电磁特性
有一些聚合物无机纳米复合材料具有电磁特性。这类复合材料一般是将具磁特性的纳米粒子（如Fe3O4、V2O5等）掺入聚合物基体中制得。使材料兼具磁特性和导电性能是该类材料的研究热点。首先将纳米磁性粒子与导电聚合物复合得到导电聚合物纳米复合磁性材料的是Armes研究小组[21·22]，他们在用纳米SiO2作粒子分散剂制备PPy- SiO2纳米复合材料的基础上,先以硅酸钠覆盖磁性粒子(5-30nm),然后在复合粒子的存在下用化学氧化聚合方法得到聚吡咯与它们的纳米复合材料。然而这种复合材料在导电能力(10-3S/cm)上比纯聚吡咯低，在显示超顺磁行为(6.5emu/g) 上比纯磁性胶体微粒（23emu/g）低。复合材料中如果SiO2
含量高，可以得到更稳定分散的纳米复合材料的胶体形式，但导致材料的电导率和磁性下降。Wan等[23]将FeSO4水溶液加到聚苯胺（PAn）溶液中，以N－甲基吡咯酮催化并实施氮气保护，当调整介质pH为7或14时，制得的复合体具弱电强磁特性。在中强碱性条件下，由于Fe x O y 以Fe3O4纳米晶体形式存在于基体中，故复合体呈超顺磁性。而以FeCl24H2O＋FeCl36H2O的KOH溶液制得的PAn－纳米复合材料，则同时具优良的磁特性和导电性能。香港理工大学Tang[24·25]等发明的制备方法是迄今为止所有报道中性能最好的导电高分子磁性纳米复合材料。在此材料中γ－Fe2O3含量为20.8%、47.5％时电导率仍分别可达180S/cm、80S/cm(γ－Fe2O3含量为0的纯聚合物的电导率为237S/cm),是所有研究中最高的。
3 参考文献
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JT无机聚合物施工方案(外墙保温)
JT无机聚合物保温砂浆外墙外保温系统（面砖饰 面） ******** 工程有限公司
JT 无机聚合物保温砂浆外墙外保温 （面砖饰面）施工方案 一、工程概况 、JT 外墙外保温系统介绍 1、 产品名称：无机聚合物外墙外保温砂浆系统 2、 品牌：“建特” 3、 生产厂：杭州润龙节能建材有限公司 4、 最短供货周期：7天 三、 施工方案编写依据 1、 G B50176- 93《民用建筑设计规范》 2、 J GJ144- 2004《外墙外保温工程技术规程》 3、 J GJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 四、 施工部署 1施工准备 1） 成立 杭********** 外墙外保温工程项目经理部，指定项目经理为工程负责人，负责本 工程施工以及与建设单位、监理单位、总包单位协调配合。 2） 项目部组成人员：（人员组织附后面） 技术负责人：项目负责人、施工班长（职务可兼职）。 3） 劳动力组织 材料运输、测量弹线、搅拌、裁剪工、抹灰、（安装锚固件）、面层涂料、打胶、力工 明：有些工种可兼职） 4） 技术准备 A 、 施工及技术管理人员，必须认真熟悉施工图纸，及时检查现场和图纸变更的情况。 B 、 编制施工方案，办好开工审批手续。 C 、 配备专人负责技术资料的收集和整理。 D 、 组织培训施工人员熟练掌握外墙外保温施工工艺。 1、 工程名 称: ***************************** 精装修工程 ********************* （说
E、对施工队进行技术及安全交底。 5）、进场施工必须具备的条件： A、安装现场应有足够大的室内临时仓库，下铺塑料布，供堆放成品、材料或EPS板现场切 害IJ;有简易宿舍，供食宿及工具设备存放。 B、安全可靠的脚手架，脚手架内侧应离墙至少20伽，中间尽量减少拉结点。 C甲方提供施工用水电。 D基层墙体的质量验收： a、基层墙体必须清理干净，使墙体表面没有油、浮尘、污垢、脱模剂、风化物、涂料、蜡、 防水剂、潮气、霜、泥土等污染物或其他妨碍粘结的材料，墙体表面无凸出物，施工时应清洁平整。 B、基层墙体护角（包括墙体阳角、及门、窗周边护角等）、灰饼及线条等事先做好，按照保 温层的厚度验收，达到施工要求进场施工。 c、对于墙面施工洞、脚手架拉结口土建负责跟进修补。 d、对于穿墙构件，提请总包做好其四周必须的防锈、防水处理。 e、施工时对土建方外墙粉刷进行检查验收，符合外墙抹灰基层检查验收标准： 基层墙体经处理后，其表面平整度、立面垂直度、阴阳角、方正度均需符合《建筑装饰 装修工程质量验收规范》（GB50210-2001表4211中达到普通抹灰要求。 表4211 —般抹灰的允许偏差和检验方法 施工环境温度和基层墙体表面温度在施工后24小时内不得低于5C,风力不大于5级 g、由于新抹砂浆温度、碱度较高，对粘结质量有影响，因此要求这些修补的砂浆达到养护要求，把握相关施工参数。 h、甲方按照《外保温施工中相关的配合要求》及《注意事项》配合我公司施工。 6）现场管理要求 A、建立科学合理的劳动组织体系，做到管理到现场，服务到现场，有问题及时解决。 B、制订现场作业标准，实现作业标准化，操作规范化。 C、加强操作工人之间的安排协调，消除窝工、重复搬运、返工等无效劳动和工时浪费现象。
(无机,有机,高分子)抗菌聚合物纳米纤维的研究进展
抗菌聚合物纳米纤维的研究进展 孙娟,姚琛,李新松* (东南大学化学化工学院,生物材料和药物释放实验室,南京210018) 摘要:静电纺丝技术是制备功能聚合物纳米纤维的一种简单而有效的方法。由电纺纳米纤维堆砌而成的无纺织物具有巨大的比表面积,赋予其广泛的应用前景。通过在电纺聚合物纳米纤维中添加各类抗菌剂或对 其表面进行化学改性,制备具有优异抗菌性能的新型功能聚合物纳米材料,将进一步拓展电纺纳米纤维在生物 医学、过滤、精密制造等领域的应用。本文基于抗菌纳米纤维的分类进行总结,介绍国内外抗菌聚合物纳米纤 维的研究现状,并对抗菌纳米纤维的未来发展进行了探讨。 关键词:聚合物纳米纤维;抗菌;静电纺丝 引言 随着社会和经济的发展,人类对生存环境和生活质量的要求越来越高,特别是健康意识不断增强。自然界中存在着大量的微生物,常常引起各种材料的分解、变质和腐败,带来重大的经济损失。而致病微生物的广泛分布,由材料携带而引发的细菌性感染,更是严重威胁着人类健康。因此,具有抗菌功能的材料的研究和开发越来越受到研究人员的重视。 静电纺丝是通过在聚合物溶液中施加外电场来制备纳米纤维的一种有效纺丝技术。静电纺丝技术制得的纤维直径范围一般在几十纳米至几微米之间,由电纺纤维堆砌构成的无纺织物具有巨大的比表面积。进一步通过各种物理化学手段,可以赋予电纺纳米纤维特殊的结构和功能。因此,电纺纳米纤维不仅可以用作高效过滤材料,而且在传感器、高性能光电材料、防护材料、纳米复合材料,特别是在生物医学领域有着广泛的应用前景[1~3]。 通过将抗菌剂和纳米纤维以物理或化学方法复合制备具有抗菌功能纳米纤维材料,是近年来电纺纳米纤维研究和开发的热点。抗菌剂和纳米纤维的结合不仅有利于抗菌剂的传输、释放和吸收,而且有利于空气的透过,并阻碍空气中灰尘、细菌的通过,还可以吸附微生物,从而达到更高的抗菌效果。本文从抗菌剂的分类出发,介绍制备抗菌电纺聚合物纳米纤维的方法,归纳了抗菌纳米纤维的研究进展。 1无机抗菌剂复合纳米纤维 无机抗菌剂具有良好的持久性、广谱抗菌性等特点,其中,银和银离子的抗菌效果最为显著[4,5]。Son 等[6]以质量分数比为80/20的丙酮和水作为混合溶剂,按不同比例将AgNO3加入到质量分数为10%醋酸纤维素溶液中,通过静电纺丝制备纳米纤维膜。在紫外光照射作用下,纤维上的银离子通过光致还原形成3~16nm的银纳米粒子,并评价了其对革兰氏阴性菌(大肠杆菌、克雷伯氏杆菌、绿脓杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抗菌效果。载银抗菌纳米纤维主要依靠纤维中游离出的银离子发挥抗菌作用,银离子和细菌细胞接触后,通过静电相互作用吸附在带负电荷的细胞壁上,取代细胞膜表面阳离子的位置,与蛋白质或其他阴离子基团结合,破坏细胞膜的结构和功能,导致细胞内容物溢出,达到抗菌目的[7~9]。 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573011,50673019,50903016); 作者简介:孙娟,硕士研究生,从事电纺法制备功能纳米纤维及其应用研究; *通讯联系人:E2mail:lixs@https://www.docsj.com/doc/fc5498220.html,.
聚合物基纳米复合材料研究进展
聚合物基纳米复合材料研究进展 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 引言 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代高性能复合材料的发展。纳米化与复合化已经成为新材料研发和推动新材料进步的重要手段和发展方向。 纳米复合材料是指以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的颗粒、纤维、纳米管等为分散相，通过合适和特殊的制备工艺将纳米相均匀地分散在基体材料中，具有特殊性能的新型复合材料。本研究的重点是讨论聚合物基纳米复合材料的研究概况，系统介绍利用碳纳米管、石墨烯、碳纳米纸、纳米界面改性等提升和改善复合材料力学性能及物理性能的机理与作用。 1 纳米增强复合材料 纳米复合材料的性能依据其基体材料和纳米增强相种类的不同而差异巨大，因此提高力学性能是纳米复合材料研究领域中最具代表性的研究工作之一。纳米相对聚合物基体的力学性能改性主要包括强度、模量、形变能力、疲劳、松弛、蠕变、动态热机械性能等。 1.1 碳纳米管纳米复合材料 碳纳米管是由碳原子形成的石墨片层卷成的无缝、中空管体，可依据石墨片层的数量分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。由于纳米中空管及螺旋度共同作用，碳纳米管具有极高的强度和理想的弹性，其弹性模量甚至可达1.3 TPa，与金刚石
节能与环境——有机高分子材料与纳米材料
节能与环境作业 浅谈有机高分子材料与纳米材料 摘要： 有机高分子材料包括天然有机高分子材料和塑料和有机聚合物合成材料。 它们质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。塑料、橡胶和合成纤维是有机高分子材料的典型代表，此外，还有涂料和黏合剂等。随着合成、加工技术的发展，耐高温、高强度、高模量和具有特定性能和功能的高分子材料也应运而生。 高分子材料蓬勃发展的原因可以概括为资源丰富、种类繁多、性能良好、成形简便、成本低廉、用途广泛等方面。 关键字： 有机高分子材料纳米材料结构特性制备与合成应用 前言： 有机高分子材料和纳米材料都是应用十分广泛的两种材料，近年来，它们都在蓬勃发展。所以我选择了高分子材料和纳米材料，从材料四要素的角度进行简单的分析这两种前景广阔的材料。 正文： 有机高分子材料 有机高分子材料包括天然有机高分子材料和塑料和有机聚合物合成材料。 它们质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛，因而发展速度很快。塑料、橡胶和合成纤维是有机高分子材料的典型代表，此外，还有涂料和黏合剂等。随着合成、加工技术的发展，耐高温、高强度、高模量和具有特定性能和功能的高分子材料也应运而生。
高分子材料蓬勃发展的原因可以概括为资源丰富、种类繁多、性能良好、成形简便、成本低廉、用途广泛等方面。 （高分子的合成：） 有机高分子可以通过聚合反应合成，而聚合反应按机理可分为链式聚合和逐步聚合。 逐步聚合过程中，高分子链逐步变大。这类聚合反应包括：缩（合）聚（合）反应和某些非缩聚反应。逐步聚合反应包括的反映类型很多，原料单体非常广泛。基本特点是反应发生在单体所携带的基团上。 链式聚合分为自由基聚合、离子聚合和配位阴离子聚合。 （高分子的结构和性能：） 高分子的结构决定它的性能。高分子研究的内容包括：高分子的链结构和凝聚态结构。高分子的链结构又分为近程结构和远程结构。其中，近程结构包含结构单元的化学组成、结构单元的链接方式、结构单元空间立构、支化与交联、结构单元键接序列；远程结构包含高分子链尺寸和高分子链的形态；高分子的凝聚态结构比较负暂，包括非晶态结构、晶态结构、液晶结构、取向结构等。 高分具有力学性能、电性能和热性能。高分子力学性能最大的特点是高弹性和黏弹性。绝大多数高分子材料为绝缘体，但也有一些高分子的电导率在半导体范围，如反式聚乙炔，有的甚至具有导体的电导率。高分子材料与金属材料相比强度不高，不耐高温，易于老化，从而限制了它的使用。但是，随着科学技术的发展，这些不足之处正在得到逐步的弥补。 （有机高分子的应用：） 有机高分子材料种类繁多。高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。绝大部分原料单体为有机化合物。在有机化合物中，除碳原子外，其他主要元素为氢、氧氮等。在碳原子与碳原子之间、碳原子与其他元素的原子之间能形成稳定的共价键。由于碳原子是4价，所以可以形成为数众多、结构不同的有机化合物。 聚苯乙烯一种广泛应用于制造纺织工业、电子工业和化工业的有机高分子材料，它是一种典型的线性无定形高分子。由于含有苯环，位组高大，结晶度降低，聚苯乙烯具有较大的刚度。聚苯乙烯密度低，常温下较透明，几乎不吸水；具有优良的耐蚀性；电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限。 环氧塑料（EP）是环氧树脂加入固化剂后形成的热固性塑料。一般以铸型的方式成形。环氧塑料强度较高，韧性较好；具有优良的绝缘性能，耐热，耐寒，化学稳定性很高。缺点是有些毒性。环氧塑料是很好的胶粘剂，对各种材料都有很好的胶粘能力。它主要应用于制作塑料模具、精密量具、电子仪表装置、电气绝缘、印刷线路和制备各种复合材料等。 纳米材料 纳米材料是一种新材料，它是指块体中的颗粒、粉体粒度在10~100nm之间，使其某些性质发生突变的材料。微粒可以是晶体，也可以是非晶体。纳米材料中
聚合物基纳米复合材料的结构与性能研究
聚合物基纳米复合材料的结构与性能研究 摘要：聚合物的结构与性能是材料科学研究的重点。通过改变或优化材料的结构，而得到性能更为优越的材料也一直是人们的研究方向，随着研究的不断深入，所采取的方法也越来越为多元化，其中，在高分子聚合物材料中引入纳米结构就是材料改型的一种办法。以下对聚合物基纳米复合材料的结构和性能的研究作一总结。分析了由插层复合法、溶胶一凝胶法和纳米微粒直接共混法制备的聚合物基纳米复合材料的结构和性能的紧密联系。 关键词：高分子聚合物；纳米材料；结构；性能 1、引言 1.1高分子聚合物材料概述[1] 材料是各门科学技术应用和发展的基础和载体。按照传统的分类，可将材料分为金属、半导体、陶瓷和有机高分子材料，而在科学技术迅速发展的今天，与其它材料相比，聚合物材料的研究与应用呈现非常快的增长趋势，有着广阔的发展前景。 聚合物材料作用和功能的发挥，与它的结构有着密切的关系。为了合成具有指定性能的高分子材料，人们总是从化学结构开始设想，为了改进高分子材料的某种性能，人们也总是首先从改变其结构入手。无数的事实表明：人们无时无刻不在利用高聚物结构与性能间的关系，根据需要选择高分子材料，改性高分子材料，创造高新的高分子材料。高聚物结构与性能间的关系是高分子材料设计的基础，同时也是确定高分子材料加工成型工艺的依据。 对于实际应用中的高分子材料或制品，有的时候它们的高级结构，如相态结构和聚集态结构，对高分子材料、尤其是高分子功能材料的影响更为明显，并且其使用性能直接决定于加工成形过程中的聚集态结构，因此对高分子聚集态结构的研究有着重要的理论意义和实际意义。了解高分子聚集态结构特征、形成条件及其与材料性能之间的关系，对于获得具有理想性能的材料是必不可少的，同时也可为新型高聚物材料的物理改性和材料设计提供科学的依据。 高分子聚合物的结构主要包括高分子链结构和聚集态结构。高分子链结构分为近程结构和远程结构，近程结构包括化学组成、单体单元的键合（键合方式、序列）、高分子的构型（结构单元空间排列）、单个高分子链的键接（交联与支化）。远程结构包括高分子的大小（分子量及其分布）、高分子链的尺寸（末端距、旋转半径）、高分子的形态（构象、柔性、刚性）。高分子的聚集态结构包括晶态、非晶态、取向态、液晶态、织态等。 高分子结构特点主要有五点：①链式结构②链的柔顺性③不均一性（多分散性）④聚集态结构的复杂性。⑤交联网状结构。聚集态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素，交联程度对橡胶弹性体或热固性聚合物这类材料的力学性能有重要影响。除了一级结构，即分子链的化学结构，还有其高级结构，即高聚物在宏观上体现为若干高分子链以一定的规律堆集形成的状态，这种高分子链之间的排列和堆砌结构称为聚集态结构。高分子的链结构影响高分子的运动方式和堆砌方式，凝聚态结构将直接影响材料的力学、光学、热学、声学、电学等使用性能。经验证明：即使有同样链结构的同一种高聚物，由于加工成型条件不同，制品性能也有很大差别。例如：缓慢冷却的PET（涤纶片）是脆性的；迅速冷却，双轴拉伸的PET（涤纶薄膜）是韧性很好的材料。 对于高分子材料来讲，它具有密度小、强度高，易加工等优良性能，并且易于通过化学和物理方法进等行改性特性而拓展其应用范围。
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。
常用无机高分子絮凝剂的类别和品种
常用无机高分子絮凝剂的类别和品种 无机高分子絮凝剂的特点有哪些？ Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物都会进一步结合为聚集体，在一定条件下 保持在水溶液中，其粒度大致在纳米级范围，以此发挥凝聚—絮凝作用会得到低投加量高效果的结果。若比较它们的反应聚合速度，由Al→Fe→Si是趋于强烈的，同时由羟基桥联转为氧基桥联的趋势也按此顺序。因此，铝聚合物的反应较缓和，形态较稳定，铁的水解聚合物则反应迅速，容易失去稳定而发生沉淀，硅聚合物则更趋于生成溶胶及凝胶颗粒。 IPF的优点反映在它比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁的效能更优异，而比有机高分子 絮凝剂（OPF）价格低廉。现在它成功地应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理 流程，包括预处理、中间处理和深度处理中，逐渐成为主流絮凝剂。但是，在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面，无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机高分子絮凝剂之间的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，而且还存在对进一步水解反应的不稳定性问题。IPF的这些弱点促进了各种复合型无机高分子絮凝剂的研究和开发。 聚合氯化铝的特点有哪些？ 聚合氯化铝(PAC)，又称碱式氯化铝，化学式为ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一种多价电解质，能显著地降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大，吸附能力强，形成的絮凝体较大，絮凝沉淀性能优于其他絮凝剂。 PAC聚合度较高，投加后快速搅拌，可以大大缩短絮凝体形成时间。PAC受水温影响较小，低水温时使用效果也很好。它对水的pH值降低较少，适用的pH范围宽(可在pH=5～ 9范围内使用)，故可不投加碱剂。PAC的投加量少，产泥量也少，且使用、管理、操作都较方便，对设备、管道等腐蚀性也小。因此，PAC在水处理领域有逐步替代硫酸铝的趋势，其缺点是价格较高。 另外，从溶液化学的角度看，PAC是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动力学中间产物，热力学上是不稳定的，一般液体PAC产品均应在半年内使用。添加某些无机盐（如CaCl2、MnCl2等）或高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可提高PAC的稳定性，同时可增加凝聚能力。从生产工艺讲，在PAC的制造过程中引入一种或几种不同的阴离子（如SO42-、PO43-等），利用增聚作用可以在一定程度上改变聚合物的结构和形态分布，进而提高PAC 的稳定性和功效；如果在PAC的制造过程中引入其它阳离子组分，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交错水解聚合，可制得复合絮凝剂聚合铝铁。 三氧化二铝含量是聚合氯化铝有效成分的衡量指标，一般而言，絮凝剂产品密度越大，三氧化二铝含量越高。一般来说，碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易产生沉淀，因此稳定性也较差。
聚合物基纳米复合材料的近代发展
汽车发动机地技术现状及发展趋势 摘要：自汽车发明以来,为人们地出行运输带来了极大地便利,促进了人类地大发展,一百多年后地今天,相关技术不断创新和走向成熟.但随之而来地问题则是,全球石油能源紧张,空气污染.因此,先进地发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键地决定性地作用. 关键词：汽油直喷技术 高分子纳米材料（论文）题目：高分子纳米材料及其应用 化工学院学院高分子材料与工程专业 学号0502110202 学生姓名 指导教师 二〇〇一四年十一月 高分子纳米材料及其应用 摘要：高分子纳米材料是一门新兴并且发展迅速的一门科学。其具有很多独特 的性质，应用前景非常广阔。本文主要介绍了高分子材料的性质，同时介绍了高分子纳米复合材料常见的制备方法及其在各个领域的应用。 关键词：性质；纳米复合材料；制备方法；应用 Abstract: Polymer nano-materials is an emerging and rapidly developing research direction. It has many unique properties and broad application. This paper describes the properties of polymer materials, and also introduced preparation method of the polymer nano-composite materials .The paper also introduces its application in various fields. Key words:Properties; Nano-composite materials; Preparation method; Application 1 引言 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] 纳米作为一个材料的衡量尺度，其大小为1 nm (纳米) =10~9 m (米)，即十亿分之一米， 大约是10个原子的尺度。最初定义的纳米材料仅仅是指1~100 nm 尺度范围的纳米颗粒及 由他们构成的纳米固体和薄膜。目前，在广义上定义的纳米材料是指三维空间尺度里至少有 一维是纳米尺寸或者由它们作为结构基本单元的材料；根据定义按照空间维度可以将纳米材 料分为三类：(1) 维度为零的纳米材料，是指纳米颗粒、原子团簇等三维空间尺度均在纳米 尺寸的材料；(2) 维度为一的纳米材料，是指纳米线、纳米管等三维空间尺度中有两维是纳 米尺度的材料；(3) 维度为二的纳米材料，是指纳米膜、超晶格等三维空间尺度中仅有一维 是纳米级的材料；[3] 2 纳米材料的性质[4, 5] 物质的尺寸一旦与原子尺寸在同一量级时，其表面电子结构和晶体结构就会发生变化， 导致纳米材料会具备一些表面效应、小尺寸效应等优异特性。 (1)量子尺寸效应。量子尺寸效应又称量子限域效应，当粒子尺寸下降到一定程度时，金属 费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级，以及能隙变宽现象均为量子尺寸 效应。材料或物质的物理性质在很多方面都是由材料的电子结构决定的，当材料尺寸小 聚合物/无机物纳米复合材料 张凌燕 牛艳萍 （武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉，430070） E-mail：zhly@https://www.docsj.com/doc/fc5498220.html,或niuyanping2004@https://www.docsj.com/doc/fc5498220.html, 摘 要：本文从聚合物/无机物纳米复合材料的类型、各种制备方法及原理、优异性能及应用等方面，总结了聚合物/无机物纳米复合材料的研究进展。 关键词：聚合物/无机物纳米复合材料；增韧；表面改性 1 前 言 纳米材料是指材料二相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸（100nm以下）的材料。纳米复合材料是指2种或2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[1]。聚合物/无机物纳米复合材料（简称OINC）是以聚合物为基体（连续相）、无机物以纳米尺度（小于100nm）分散于基体中的新型高分子复合材料[2]。按照无机物纳米粒子形态结构，OINC可分为聚合物/无机粒子纳米复合材料、聚合物/无机纤维纳米复合材料、聚合物/片层状无机物纳米复合材料。用于制备OINC的无机物包括：粘土类如滑石粉、蒙脱土、云母、水辉石等，陶瓷如SiO2、TiO2、Al2O3、AlN、ZrO2、SiC、Si3N4等，聚硅氧烷，CaCO3，分子筛，金属氧化物如V2O5、MoO3、WO3等，层状过渡金属二硫化物或硫代亚磷酸盐如MoS2、TiS2、TaS2、MPS3（M=Mn、Cd等），层状金属盐类化合物、双氢氧化物，以及碳黑、碳纤维等[3]。与传统的复合材料相比，由于纳米粒子带来的纳米效应和纳米粒子与基体间强的界面相互作用，聚合物纳米复合材料具有优于相同组分常规聚合物复合材料的力学、热学性能，为制备高性能、多功能的新一代复合材料提供了可能。 2 无机纳米粒子的增韧机理及表面修饰 2.1 增韧机理 （1）在变形中，刚性无机粒子不会产生大的伸长变形，在大的拉应力作用下，基体和无机粒子的界面部分脱粘形成空穴，使裂纹钝化，不致发展成破坏性裂缝；无机粒子的存在产生应力集中效应，引发粒子周围的树脂基体屈服（空化、银纹、剪切带）。这种界面脱粘和屈服都需要消耗更多的能量，从而起到增韧作用。 （2）由于纳米粒子的比表面积大，表面的物理和化学缺陷越多，粒子与高分子链发生物理或化学结合的机会越多，因而与基体接触面积增大，材料受冲击时，会产生更多的微开裂，吸收更多的冲击能[4]。 2.2 表面修饰 刚性无机粒子的粒径越小，与基体接触面积越大，若能均匀分布，增韧增强的效果就越 1 聚合物基纳米无机复合材料的应用与发展 摘要：聚合物基纳米无机复合材料是一种性能优异的新型复合材料,已成为材料科学的新热点。本文概述了聚合物基纳米无机复合材料的发展前景及发展过程中应注意的问题。及相应的解决方法。 关键词：聚合物;纳米;无机物;复合材料 1.纳米复合材料的概念、特性、背景 1.1纳米复合材料的概念 纳米复合材料是指一种或多种组分以纳米量级的微粒,即接近分子水平的微粒复合于基质中构成的一类新型复合材料。因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域,从而给材料的物理和化学性质带来特殊的变化,纳米复合材料正日益受到关注,被誉为“21世纪最有前途的材料”,其研究的种类已涉及无机物、有机物及非晶态材料等。聚合物基纳米无机复合材料因其综合了有机物和无机物的各自优点,且能在力学、热学、光学、电磁学与生物学等方面赋予材料许多优异的性能,正成为材料科学研究的热点之一[1]。 1.2纳米复合材料的特性 当材料粒子尺寸进入纳米量级时,因其自身具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应,以及纳米固体粒子中大量缺陷的存在,使得聚合物基纳米无机复合材料具有与众不同的特点[2]。纳米复合材料是继单组分材料、复合材料和梯度功能材料之后的第四代材料。 1.3纳米复合材料的背景 纳米复合材料的出现先于概念的形成。早在上世纪年代末, 实际上就已出现了聚合物心纳米复合材料, 只是人们还未认识到其特殊的性能与实际应用意义〕。纳米复合材料是年代初〕提出的, 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。纳米相与其它相间通过化学共价键、赘合键与物理氢键等作用在纳米水平上复合, 即相分离尺寸不得超过纳米数量级。因而, 它与具有较大微相尺寸的传统的复合材料在结构和性能上有明显的区别, 近些年已成为聚合物化学和物理、物理化学和材料科学等多门学科交叉的前沿领域, 受到各国科学家和政府的重视。 2.纳米无机复合材料相关应用与发展 材料性能与组织结构有密切关系。与其他材料相比,纳米复合材料的物相之间有更加明显并呈规律变化的几何排列与空间结构属性,因此聚合物基纳米复合材料具有灵活的结构可设计性及优于一般传统复合材料的特性,在许多领域有着广泛的应用前景。 2.1吸波材料 根据目前吸波材料的发展现状,一种类型的材料很难满足日益提高的隐身技术提出的“薄、宽、轻、强”的综合要求[3 ] ,采用质量轻的有机聚合物作基体,无机吸收剂作客体进行多元复合制备吸波材料就成了必然趋势。另外,具有共轭电子体系结构,通过掺杂而成的导电聚合物(如聚乙炔、聚苯胺、聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩) 本身就有较好的微波吸收性能,一些聚合物还具有红外活性或红外特征吸收带[4 ,5 ] ,利于红外吸波。聚合物基纳米无机复合材料可以方便地调节复合物的电磁参数,以达到阻抗匹配的要求,且价廉。美国F117 飞机蒙皮上的隐身材料就含有多种超微粒子,它们对不同频段的电磁波有强烈的吸收能力[6] 。 锌系无机高分子絮凝剂的研究进展 第37卷第1期 2008年1月 化工技术与开发 Technology&DevelopmentofChemicalIndustry V01.37No.1 Jan.2oo8 锌系无机高分子絮凝剂的研究进展 吴彦瑜,陈文纳 (广西师范学院化学系,广西南宁530001) 摘要:对锌系无机高分子絮凝剂的应用研究及絮凝基础理论的研究进展进行了简要介绍,并对研究方面的 不足进行了探讨. 关键词:锌系;无机高分子絮凝剂;进展 中图分类号:TQ314.253文献标识码:A文章编号:1671—9905(2008)01.003404 从国内外情况来看,无机高分子絮凝剂的发展 趋势是由单一型到复合型.由于复合型絮凝剂大多 数除具有优良的絮凝性能外,还具有杀菌,脱色,缓 蚀等多种功能,高效复合型絮凝剂的研制与开发逐 步成为当前絮凝剂研究的热点.预期,复合型絮凝 剂今后将逐步单独形成一个系列加以研究.就组分 看,目前无机复合型高分子絮凝剂大致可以归纳为: 金属离子(“,Fe¨,Ca2,Mg,Zn2等)复合 型,酸根复合型,以及上述两类之综合…1.无机高 分子絮凝剂是在聚合氯化铝,聚合硫酸铁的基础上 引入高电荷离子,羟基等,以提高絮凝剂的聚合度以 及加入不同金属离子等复合型絮凝剂为其研究方 向.在水处理系统中,锌盐是一种常用的,极好的缓 蚀剂,它成膜迅速,成本低【2~3],因此,近两年出现 的新型含锌絮凝剂,具有安全无毒,无腐蚀等优点, 成为研究的一个热点. 1应用研究 无机高分子絮凝剂具有絮凝效果好,价格低廉 的优点,在美国,日本,西欧等国家生产已经达到工 业化和规模化.聚铝类和聚铁类高分子絮凝剂目前 研究较少,复合型和硅酸盐金属类高分子絮凝剂成 为研究热点,其中含锌化合物是一个重要方向. 杜杰,张诚等在聚硅酸铁的基础上引入改性剂 硫酸锌和稳定助剂四硼酸钠制备了新型絮凝剂含硼 聚硅酸硫酸铁锌絮凝剂(PS),并将PAC,PFC 和PSFZB应用于造纸废水,比较了它们的絮凝效 有机纳米材料 有机(高分子) 纳米颗粒材料是纳米材料的重要组成部分, 它具有稳定的形态结构, 可通过选择聚合方式和聚合单体从分子水平上来设计合成和制备, 且易控制其尺寸大小和颗粒的均一性, 使之在具有小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应的同时, 还具有其他特定功能, 如温度、pH、电场和磁场等响应性。由于高分子纳米颗粒材料分子结构的可设计性正日益受到科学工作者的关注, 进而也更加快了其开发应用的步伐。美国等西方发达国家在这一研究领域起步较早, 技术力量已相当强; 日本也在这一研究领域中投入大量人力和财力, 获得了众多的成果与专利; 近年来我国虽有不少科研人员开始从事该领域的工作, 并取得了一定的基础研究成果, 但总的来说与国外相比仍有一定的差距。传统合成高分子颗粒的方法很多, 如乳液聚合、沉淀聚合、种子聚合和分散聚合等。乳液聚合(无皂乳液聚合除外) 和分散聚合虽能得到纳米级颗粒材料, 但由于在颗粒(微球) 表面吸附的表面活性剂(分散稳定剂) 等脱除困难, 在生物工程与医疗上的应用受到很大限制。沉淀聚合和种子聚合等合成的微球直径较大, 表面缺少亲水性官能基团, 分散稳定性较差, 在生物工程与医疗应用方面也受到限制。近年来, 国外已有关于用分散共聚反应法合成纳米到微米级微球的报道, 其关键是亲水性或双亲性大分子单体的制备、共聚反应条件的选择和较高的脱氧要求。此方法可根据实际需要进行分子设计, 解决了分散稳定剂或表面活性剂在微球表面的物理吸附问题。作者着重对几种常见有机纳米颗料材料的制备方法与特点、性能及表征加以简单的阐述。 1 纳米颗粒材料的制备方法 111 乳液聚合法 乳液聚合法是制备聚合物的主要实施方法之一。由于乳液聚合法和聚合物乳液产品有着许多优点, 尤其是它以水为介质代表了当今由溶剂型向水性产品转换的发展方向, 这赋予了乳液聚合技术和聚合物乳液应用技术以强大的生命力。目前在世界范围内该法被用来大量制备各种类型的聚合物或聚合物乳液, 其产品已广泛地应用于各个技术领域中。乳液聚合技术发展至今已有80 余年的历史, 比较有代表性的是Harkins、Smith 及Ewart 的工作。前者提出了定性理论, 后两者则在前者的基础上提出了定量理论[1 ] , 为现代乳液聚合技术和理论奠定了基础。随着乳液聚合理论的不断深化及乳液聚合物生产水平的不断提高, 乳液聚合技术也在不断发展和创新, 派生出不少乳液聚合新的分支, 目前出现了许多新的乳液聚合方法, 如反相乳液聚合、非水质中的正相乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳聚合、乳液缩聚、制备具有互穿网络结构乳胶粒的乳液聚合、辐射乳液聚合和种子乳液聚合等。乳液聚合体系的特点有: 反应中心胶粒直径小, 易散热; 具有高的聚合反应速度, 又可获得高分子质量的聚合物; 以水代替溶剂是发展的方向; 生产灵活性大; 聚合物乳液可直接利用; 聚合反应过程设备简单, 操作方便, 不污染环境。所生产的乳液聚合物和聚合物乳液已广泛应用于石油开采、皮革、生物医学、工业涂装, 纺织印染及建筑等各个技术领域。根据乳液聚合的动力学特征, 可将整个聚合过程分为3 个阶段[2 ] 。在加入引发剂前, 体系中没有聚合反应发生, 只是在乳化剂稳定作用和机械搅拌下, 把单体以珠滴的形式分散在水相中, 变为乳状液, 因此可称为乳化阶段。由聚合反应开始到胶束消失一段时间为阶段Ⅰ, 在这一阶段将生成大量乳胶粒, 亦称为成核阶段。胶束耗尽到单体珠滴消失一段时间为阶段Ⅱ, 在这一阶段乳胶粒不断长大, 称为乳胶 聚合物纳米复合材料的研究进展 摘要 关键字 Abstract 1.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 摘要本文简要地介绍了无机高分子地定义、分类，以及一些重要无机高分子材料地性能及其应用. 关键词无机高分子材料无机聚合物性能和应用 、前沿 随着人们对健康、安全、环境意识地强化，尤其天然气和石油资源地日趋耗竭，材料未来总地发展趋向于：逐步由非金属材料部分地替代金属材料，而在非金属材料中，无机材料在许多领域中将越来越多地取代有机材料.因此，由蕴藏量极其丰富而廉价地无机矿物制备无毒、耐高温、耐老化、高强度甚至多功能化地无机材料是当今世界材料学研究地重要方向之一.无机高分子材料因能符合这些要求而日益引起重视.个人收集整理勿做商业用途 无机高分子也称为无机聚合物，是介于无机化学和高分子化学之间地古老而又新兴地交叉领域.实际上，传统地无机化学中许多内容属于无机聚合物，许多无机物本身就是聚合物，例如金刚石、二氧化硅、玻璃、陶瓷和氧化硼.第一届国际无机聚合物会议于年召开，会上把无机聚合物定义为：凡在主链上不含碳原子地多聚化合物称为无机聚合物，如此定义相当于把离子晶体及固态金属也包括在内，故后来有人建议把无机聚合物定义为:主链由非碳原子共价键结合而成地巨大分子.个人收集整理勿做商业用途 、无机高分子地分类 均链聚合物 主链由同种元素组成地聚合物为均链聚合物. 周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ主族地大部分元素及Ⅲ族地元素能生成均链聚合物.例如金刚石和石墨，三维网络固态聚合物、、、、、、、和地聚合分子等.但由于形成主链地同种原子之间地键能低于———键能，表现为稳定性甚差、易分解，而且当前合成地均链聚合物聚合度甚低，所以缺乏应用价值.个人收集整理勿做商业用途 表一原子之间键能（计算值） 均链键能（）杂链键能（） 化学键键能化学键键能 —— —— —— —— —— —— —— — ——高分子纳米材料及其应用
聚合物无机物纳米复合材料
聚合物基纳米复合材料的近代发展
无机高分子絮凝剂
有机纳米材料
聚合物纳米复合材料
第七章 无机高分子材料及其应用