淺析在高分子材料中納米技術的運用,高分子材料論文

淺析在高分子材料中納米技術的運用,高分子材料論文內(nèi)容摘要：隨著材料學的不斷發(fā)展,對高分子材料越來越重視,將高分子材料中參加一些納米粒子,獲得新型改性高分子材料已經(jīng)成為當前研究的重點。采用這種方式方法能夠使高分子材料的性能變得愈加優(yōu)異,使其應用范圍愈加廣泛。本文關鍵詞語：納米技術;應用;高分子材料;Abstract：Thepolymermaterialswithspecialfunctionscanbeobtainedbyusingthepropertiesofnanoparticlestomodifythepolymermaterials.Thisnotonlymakesthepropertiesofpolymermaterialbetter,butalsomakesitmorewidelyusedinvariousfields,suchasmicroelectronics,chemicalindustry,nationaldefense,medicineandsoon.Keyword：nanotechnology;application;polymermaterials;在過去的幾十年中,納米科學(nanoscience)和納米技術(nanotechnology)的研究出現(xiàn)了爆炸性的增長,極大刺激了科技領域的大發(fā)展。當前隨著納米技術的不斷進步,高分子材料的改性研發(fā)也逐步日新月異。利用納米分子材料的特殊性質(zhì),如特殊的電學(electrical)、光學(optics)、磁性和化學活性(magneticandchemicalactivity),我們能夠?qū)⑦@些納米材料添加到高分子材料中并加以修飾,進而得到特殊的功能高分子材料[1]。這將極大改變高分子材料的性能,也將其應用拓展到愈加寬闊的領域中。1納米高分子材料的優(yōu)勢納米粒子通常與聚合物結(jié)合,利用納米材料的特殊性能開發(fā)新產(chǎn)品,用這種方式方法制得的聚合物材料成本低,周期短。新材料也與普通的改性材料不同。新材料具有特殊的體積效應(volumeeffect)、外表效應(surfaceeffect)、量子效應(quantumeffect)等[2]。結(jié)合這些效應,改性高分子材料具有特殊的性能。納米材料具有較大的比外表積(specificsurfacearea)、小尺寸(smallsize)等特點,與普通材料相比具有特殊的特點[3],具有一些新穎的特性和不可思議的特性,使其成為一種具有廣闊應用前景的新型材料。2納米微粒的改進方式方法科學家將納米高分子材料稱為強大的混血兒。納米粒子粒徑小,比外表積大,易于團圓。為了提高納米添加劑和聚合物的界面結(jié)合力,提高納米顆粒的均勻分散能力,需要對納米粉體進行外表改性[4]。主要是降低粒子外表能態(tài),消除粒子外表電荷,提高有機相與納米粒子的親和力等。其主要代表性的方式方法有下面幾種:(1)外表覆蓋改性。該方式方法將外表活性劑,例如硬脂酸(stearicacid)、有機硅(silicone)、鈦酸酯(titanate)等物質(zhì),覆蓋在顆粒外表,使性質(zhì)發(fā)生改變[5]。(2)機械化學改性。即采用利用摩擦粉碎的方式方法,使分子晶格位移,活化顆粒外表,使內(nèi)能增加,進而改變晶體構造和物理化學粒子外表構造[6]。(3)層間插入法。該方式方法是將納米粒子直接填充分散,把納米粒子聚合,直接插到無機物質(zhì),例如金屬氧化物(metallicoxide),二硫化物(disulfide),石墨(graphite)等的層狀構造中,使得在納米粒子的外表上,均勻地構成了夾層[7]。當前還有一些別的方式方法,例如給納米粒子摻雜大量的有機物,使得兩相均勻,得到高純度的材料。這些物質(zhì)的參加使得納米粒子的外表能大大降低、填料狀況得到了極大的改善,同時也使得納米粒子與基體的界面結(jié)合能力得到了加強。3納米技術在高分子材料中的應用廣泛在涂料行業(yè)領域中,科學家們也考慮使用納米材料,如納米銀(nanosilver)、納米氧化鋅(nano-zincoxide)、納米二氧化鈦(nano-titaniumdioxide)、納米二氧化硅(nano-silicondioxide)等作為保衛(wèi)涂料的添加劑,這些添加劑吸附太陽光中的紫外光,能夠產(chǎn)生羥基自由基,不僅能抑制微生物的生長,還能夠有效保衛(wèi)涂料的微生物降解和化學物理退化,讓油漆不會輕易脫落[8]。世界上產(chǎn)生的大量塑料廢物是由諸如聚乙烯(HDPE或LDPE)、聚丙烯(PP)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料廢料的聚合物組成。多年來,環(huán)境保衛(wèi)主義者一直在尋找各種方式方法來克制如此大量的塑料廢物被棄置到垃圾填埋場的問題[9]?？茖W家通過發(fā)現(xiàn)添加一些納米顆粒,能夠從塑料廢物中生產(chǎn)石油吸附劑。該領域的研究是一項為哪一項很有前途的研究。塑料抗老化性能差影響了其推廣應用,能夠在塑料中參加多種納米添加劑,以提高其性能并加強其通用性。例如在聚丙烯、聚乙烯等塑料材料中添加了納米二氧化鈦,然后經(jīng)過長時間光照后,其拉伸強度幾乎沒有變化。將抗菌性的納米粒子添加到塑料中,能夠得到具有持久抗菌性的塑料。假如將此項技術實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),將獲得很好的經(jīng)濟效益。太陽能電池的制備中采用納米二氧化鈦顆粒,華而不實用于敏感的純二氧化鈦納米顆粒的溶膠-凝膠法合成。該電池具有良好的太陽能光能,其光電轉(zhuǎn)換效率分別為0.49%和1.05%[10]。沙門氏菌和彎曲桿菌是最常見的食源性疾病。商業(yè)雞肉被以為是沙門氏菌和彎曲桿菌感染最重要的食品工具之一。在家禽業(yè)中采用納米技術,包括納米高分子的消毒劑、外表殺菌劑、防護服、空氣和水的過濾等,能夠大大提高微生物安全和產(chǎn)品質(zhì)量。納米材料對吸水和疏油的特性,使其在日常生活服裝上也有著很重要的應用前景。利用納米復合材料,例如樹枝狀大分子的疏水蛋白溶膠-凝膠系統(tǒng),碳納米管等,制作的防水和疏油的紡織材料,已經(jīng)成為新型服裝的必備[11]。此類服裝具有高效環(huán)保的屏障系統(tǒng)保證了衣服穿著舒適,同時還具有多阻隔性能(防高溫和火焰,熱中風的保衛(wèi),灰塵釋放)和相關生理參數(shù)(透氣、調(diào)溫/絕緣性能)的要求。高分子納米材料(PNMS)作為高分子材料在納米級或聚合物復合材料含有納米材料的生物醫(yī)學應用,已經(jīng)變得越來越有用。在特定的,在聚合物相關的納米科學和納米技術的進步帶來了革命性的變化,產(chǎn)生與量身定制的性能和功能進行有針對性的生物醫(yī)學應用的新材料。這些材料,包括聚合物(polymer)、納米粒子(nanoparticles)、納米膠束(nanomicelle)、納米凝膠(nanogel),納米纖維(nanofibers),樹枝狀聚合物(dendriticpolymer)和納米復合材料(nanocomposite),已廣泛應用于藥物、基因治療、組織工程和再生醫(yī)學圖像。4結(jié)束語納米材料作為一種很好的技術,在高分子材料中有著重要的應用,其將來前景特別廣闊,對于將來材料科學的發(fā)展有著特殊的重要現(xiàn)實意義。研發(fā)應用納米復合材料能夠利用我們國家優(yōu)勢的資源,同時也對傳統(tǒng)的工藝進行改造,對環(huán)境保衛(wèi)具有積極意義,具有宏大的市場潛力。以下為參考文獻[1]李鳳生.微納米粉體后處理技術及應用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006:12-15.[2]王錦成,陳月輝,陳瓊云.納米材料在化學纖維中的應用現(xiàn)在狀況[J].印染,2004,30(7):45-48.[3]郭爽.水介質(zhì)中原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制備SiO2復合粒子的研究[D].大連:大連工業(yè)大學,2008.[4]周曉謙.環(huán)氧樹脂/納米蒙脫土耐磨防腐涂層力學性能研究[D].沈陽:遼寧工程技術大學,2004.[5]廖承立,潘志德.現(xiàn)場混裝乳化炸藥技術在水牯山石灰石礦中的應用[J].科學之友,2020(2):27-28.[6]馬慧慧.聚合物/金屬納米粒子自支持薄膜的液/液界面組裝[D].濟南:山東大學,2020.[7]張洪美.納米SiO2/苯丙乳液的合成及其乳膠漆的研制[D].重慶:重慶大學,2004.[8]安崇偉,郭艷麗,王晶禹.納米氧