改性黏土對PET納米復(fù)合材料結(jié)晶性能的影響

美國佐治亞理工學(xué)院的一個研究團(tuán)隊(duì)曾因制造第一款自充電能源包或電池，榮列國際知名英國科學(xué)網(wǎng)站《物理世界》“2012年度十大科學(xué)突破”，日前在此基礎(chǔ)上，他們通過在電池的壓電材料里添加納米顆粒形成納米復(fù)合材料，大幅提升了電池的充電效率和存儲容量。相關(guān)改進(jìn)自主充電電池的論文刊登在最新一期的《納米技術(shù)》上。

美國佐治亞理工學(xué)院的一個研究團(tuán)隊(duì)曾因制造第一款自充電能源包或電池，榮列國際知名英國科學(xué)網(wǎng)站《物理世界》“2012年度十大科學(xué)突破”，日前在此基礎(chǔ)上，他們通過在電池的壓電材料里添加納米顆粒形成納米復(fù)合材料，大幅提升了電池的充電效率和存儲容量。相關(guān)改進(jìn)自主充電電池的論文刊登在最新一期的《納米技術(shù)》上。

采用雙子季銨鹽（geminic1）6表面活性劑和十六烷基三甲基溴化銨（ctab）表面活性劑分別與鈉基蒙脫土（na-mmt）進(jìn)行陽離子交換后,制備了新的有機(jī)蒙脫土（geminic16-mmt和ctab-mmt）,通過x射線衍射（xrd）、透射電鏡（tem）等對有機(jī)蒙脫土進(jìn)行表征并對其分散性做了測試。又用蒙脫土插層納米復(fù)合材料改性水性涂料,并進(jìn)行了性能測試表征,結(jié)果顯示,經(jīng)改性涂料的性能均有不同程度的提高。

納米復(fù)合材料的探索及應(yīng)用 摘要：納米顆粒在塑料中的應(yīng)用潛力很大，因?yàn)橹灰?加很少量納米填料就可起到添加大量的其它助劑更好的作 用。最近的數(shù)百篇有關(guān)納米材料的論文表明，在改善塑料的 機(jī)械性能、阻隔性能、阻燃性能和導(dǎo)電性能方面，納米材料 的研究和應(yīng)用取得了令人興奮的進(jìn)展。 關(guān)鍵詞：納米復(fù)合材料；納米粘土；碳納米管；納米石 墨片；阻隔性；阻燃性 [中圖分類號]tq323.6[文獻(xiàn)識別碼]a[文章編號] 納米復(fù)合材料的發(fā)展還處于成長期，據(jù)預(yù)測，在未來幾 十年內(nèi)，它們將被證明是改變塑料工業(yè)面貌的最強(qiáng)有力的事 物。只要通過熔融共混或原位聚合在聚合物中添加２％～ ５％的納米顆粒，復(fù)合材料的熱－機(jī)械性能、阻隔性能和阻 燃性能將會得到戲劇性的提高。在提高耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、 導(dǎo)電性方面，它們也能超越普通填料和纖維填料。 納米尺度的增強(qiáng)塑料在汽車和包裝業(yè)已經(jīng)市場化，盡管 利潤不是太高

采用硅烷偶聯(lián)劑γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(mps)對埃洛石納米管(hnts)進(jìn)行表面改性,并以改性埃洛石納米管(m-hnts)填充硬質(zhì)聚氯乙烯(pvc)制備聚氯乙烯/改性埃洛石納米管(pvc/m-hnts)納米復(fù)合材料.傅里葉變換紅外光譜分析、熱重分析以及x射線光電子能譜分析證明埃洛石納米管表面負(fù)載了硅烷偶聯(lián)劑;掃描電鏡結(jié)果表明,m-hnts在pvc中分散均勻,pvc/m-hnts納米復(fù)合材料的斷面呈現(xiàn)較大的塑性變形,表現(xiàn)出韌性斷裂的特征;實(shí)驗(yàn)表明,m-hnts對pvc同時起到了增韌和增強(qiáng)的作用,特別是使沖擊強(qiáng)度大幅度提高,與添加未改性hnts的材料相比,pvc/m-hnts納米復(fù)合材料具有更高的力學(xué)性能和模量;m-hnts對復(fù)合材料熱性能的提高和加工性能的改善也有一定的效果.

利用鈦酸酯偶聯(lián)劑對zno/ag納米抗菌劑改性處理,將改性后的抗菌劑與聚氯乙烯(pvc)均勻混合后混煉壓片,制得抗菌pvc納米復(fù)合材料。研究了zno/ag納米抗菌劑的分散工藝,并對抗菌pvc復(fù)合材料的抗菌性能及力學(xué)性能進(jìn)行了評價。結(jié)果表明:改性后的zno/ag納米抗菌劑沉降率由94.0%減小到0.4%,親油性和穩(wěn)定性提高;抗菌pvc復(fù)合材料對大腸桿菌的抗菌率達(dá)99%以上,其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率隨抗菌劑添加量的增加均呈先增后降的趨勢。

邁阿密abakan公司完成了它的pcomp納米復(fù)合材料涂層增長和擴(kuò)大戰(zhàn)略的第一和第二階段，這包括增加安裝了粉末微囊化裝備使產(chǎn)量翻倍，增加更多納米顆粒生產(chǎn)裝備和燒結(jié)爐使產(chǎn)量擴(kuò)大到每年18t。第三、四階段計(jì)劃產(chǎn)量擴(kuò)大到每年60t，然后180t。

專利申請?zhí)?201710228113.0公布號:107012361a申請日:2017.04.10公開日:2017.08.08申請人:云南馳宏鋅鍺股份有限公司本發(fā)明涉及一種電沉積鋅用稀土合金陽極及其制備方法,屬于有色金屬運(yùn)用領(lǐng)域。所述的電沉積鋅用稀土合金陽極各組分按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為:稀土0.001%～0.050%,銀0.2%～0.5%,余量為鉛。制備方法為:將

納米復(fù)合材料因具有獨(dú)特的物理、化學(xué)性能而成為納米領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。鎳納米材料作為一種重要的過渡金屬納米材料,在磁學(xué)、電化學(xué)、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。將它與其他金屬、氧化物等材料復(fù)合,一方面使其固有性質(zhì)得到明顯改善,另一方面利用其他組成和鎳基材料的協(xié)同作用,可得到具有新特性的異質(zhì)材料,因此研究鎳基納米復(fù)合材料的合成具有重要的科學(xué)意義。由于納米材料的結(jié)構(gòu)不同,其復(fù)合位置和復(fù)合方式均存在不同,本文按照復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征,分別從核殼型、負(fù)載型、多節(jié)段納米線3種類型對鎳納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展進(jìn)行評述,在介紹這些材料的合成方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜述各種方法、各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用前景,為類似復(fù)合材料的合成提供借鑒。

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，美國科學(xué)家制造出了一種由石墨烯和錫層疊在一起組成的納米復(fù)合材料，這種可用來制造大容量能源存儲設(shè)備的輕質(zhì)新材料可用于鋰離子電池中，其“三明治”結(jié)構(gòu)也有助于提升電池的性能。

美國得克薩斯州的應(yīng)用納米技術(shù)公司新近開發(fā)成功一種具有很高導(dǎo)熱性的碳基納米鋁復(fù)合材料，稱之為“carbal”。這種材料是由80％碳質(zhì)基體材料和20％的納米鋁顆粒所組成；而碳質(zhì)基體材料則是由各向同性導(dǎo)熱性材料和各向異性導(dǎo)熱性物質(zhì)所組成，這就造成了高度的熱擴(kuò)散性和低的比熱?！癱arbal”材料的硬度不高，容易切割成很薄的薄片，并且可以施加表面粘附層，如陶瓷絕緣層、合成樹脂、金屬釬焊料等。適用于電路元件和半導(dǎo)體器件等方面。

碳納米管從物理和化學(xué)方面都具有獨(dú)特性，它的應(yīng)用范圍廣泛，從汽車防護(hù)零件到修飾電機(jī)，從氫氣的儲存到微波吸收等等，都得到了廣泛的應(yīng)用。所以碳納米管的發(fā)現(xiàn)是材料學(xué)，工程制備的一個優(yōu)秀成果。本文從碳納米管的發(fā)現(xiàn)，到對它的簡介，特性的應(yīng)用以及目前存在的一些亟需解決的問題進(jìn)行了闡述。并提出了對它未來發(fā)展的建議和展望。

采用乳液插層法制備了黏土/天然橡膠(nr)納米復(fù)合材料,考察了蒙脫土(mmt)、累托石(rec)2種黏土和用界面劑等量替代nr的方式對復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響。結(jié)果表明,在2種納米復(fù)合材料中,大部分mmt和rec均以納米片層結(jié)構(gòu)分散在橡膠基體中,與rec片層相比,mmt片層邊界模糊且稍微有些彎曲,且層間距變化較大,所填充復(fù)合材料的payne效應(yīng)更明顯。與mmt/nr納米復(fù)合材料相比,rec/nr納米復(fù)合材料的硫化時間稍長,定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較高,耐磨耗性能和抗?jié)窕暂^好,抗切割性能下降,抗拉伸疲勞性基本相當(dāng);用界面劑等量替代nr時,復(fù)合材料的物理機(jī)械性能、耐磨性和抗?jié)窕缘玫矫黠@提高。

聚合物基納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展

主要論述了高密度聚乙烯(pe-hd)/黏土納米復(fù)合材料的制備因素對結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響及其性能的研究進(jìn)展。當(dāng)前的研究表明,黏土有機(jī)化處理和使用相容劑能改善材料的插層和剝離結(jié)構(gòu);pe-hd基體對結(jié)構(gòu)的影響比較復(fù)雜,一方面,隨著聚合物相對分子質(zhì)量的增加,聚合物分子鏈的尺寸增加,分子鏈長的聚合物更難進(jìn)入到黏土夾層間,不利于黏土的剝離;另一方面,黏度隨相對分子質(zhì)量的增加而增加,黏度的增加在熔融加工過程中可提高熔體的剪切力,有利于聚合物進(jìn)入堆疊的納米黏土層間,使得片層分離而達(dá)到剝離結(jié)構(gòu);黏土加入量過高不利于得到剝離結(jié)構(gòu);在加工工藝上,母料法比直接混合法得到的插層效果好,選擇合適的設(shè)備、對螺桿進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高剪切效果都有利于得到插層和剝離結(jié)構(gòu)的pe-hd/黏土納米復(fù)合材料。pe-hd/黏土納米復(fù)合材料的性能研究表明,由于黏土沒達(dá)到完全剝離和均勻分散,納米復(fù)合材料的脆性增加,韌性降低,且隨黏土含量的增加脆性增加,這與pe-hd和黏土界面相間的相互作用密切相關(guān);黏土粒子分散程度越高,其與熔體接觸面積越大,pe-hd分子鏈運(yùn)動受阻,材料彈性提高;納米復(fù)合材料中黏土層作為二維異向成核劑,可以提高材料的結(jié)晶速率,使結(jié)晶溫度升高,黏土含量過大會降低結(jié)晶度;黏土分散不均會造成復(fù)合材料的氣體滲透性降低;一方面,片層的阻透效應(yīng)可提高材料熱穩(wěn)定性,另一方面,有機(jī)改性黏土的催化作用又會使pe降解而降低其熱穩(wěn)定性,當(dāng)黏土含量適中時,黏土片層均勻分散,阻透性能起主要作用,但隨著黏土含量的增加,催化作用迅速加強(qiáng)并成為主要因素,使復(fù)合材料熱穩(wěn)定性降低;此外,燃燒過程中形成焦燒物可提高pe-hd/黏土納米復(fù)合材料的阻燃性。

首次以天然淀粉納米晶為原料,通過熔融共混的方法復(fù)合改性雙酚a型環(huán)氧樹脂,制備出了力學(xué)性質(zhì)優(yōu)異的環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料,在填料含量較低時其彎曲強(qiáng)度及彎曲形變即達(dá)到同步增強(qiáng)的效果,特別是在含量為0.5wt%和1.5wt%時斷裂彎曲應(yīng)變及彎曲強(qiáng)度相對于純的環(huán)氧樹脂分別增加了13.9%和9.9%。同時通過透射電子顯微鏡(tem)、掃描電子顯微鏡(sem)、x射線衍射(xrd)及傅里葉變換紅外光譜(ftir)等方法分別研究了淀粉納米晶及其復(fù)合材料的形貌及結(jié)構(gòu)。

將二硫代酯化合物作為raft(可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng))試劑,采用raft活性聚合方法在碳納米管表面接枝丙烯酸丁酯和馬來酸酐的共聚物,并制備了pc/碳納米管復(fù)合材料。利用ft-ir、tem表征接枝后的碳納米管,考察了碳納米管用量對pc/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響,觀察了pc/碳納米管復(fù)合材料沖擊斷面形貌。結(jié)果表明,碳納米管表面接枝上了一層聚合物,pc/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了改善。

具有納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的sio2氣凝膠與透氣性優(yōu)良的無紡布或氈進(jìn)行復(fù)合,可得到具有高吸附性能的納米復(fù)合材料,其飽和吸苯率達(dá)到并超過了傳統(tǒng)的吸附材料。納米復(fù)合材料的飽和吸苯率與單位面積所復(fù)合的sio2氣凝膠量和其本身的飽和吸苯率成正比關(guān)系,復(fù)合工藝對氣凝膠孔結(jié)構(gòu)的影響很小,符合一定的理論推導(dǎo)公式。

系統(tǒng)地研究了ag:bi2o3納米復(fù)合材料的光學(xué)特性、飛秒激光三階非線性極化率以及超快響應(yīng)、介電函數(shù)隨納米金屬顆粒成分與尺寸的變化關(guān)系。同時給出了該材料與表面等離子共振相關(guān)的線性吸收的紅移規(guī)律。由于該復(fù)合體系在類似材料中具有比較大的三階非線性極化率與超快開關(guān)效應(yīng),在超快全光開關(guān)材料方面具有潛在應(yīng)用價值。

以碳纖維、短玻纖為增強(qiáng)纖維,采用壓延成張工藝制備納米caco3填充改性橡膠基密封復(fù)合材料(nafc材料),以材料的橫向抗拉強(qiáng)度、壓縮回彈率和應(yīng)力松弛率為評價指標(biāo),試驗(yàn)研究了納米填充改性對nafc材料性能的影響。結(jié)果表明,納米填充改性可有效增強(qiáng)纖維、橡膠基體間的界面結(jié)合度,使材料的強(qiáng)度、耐溫性能以及密封綜合性能得到明顯的提高,同時,對改善材料加工工藝性也有較好的作用。

對某種粘土納米填充聚丙烯復(fù)合材料性能進(jìn)行了綜合評價,介紹了其制備方法,并對該材料進(jìn)行了性能測試。利用已有的輕型車門護(hù)板模具,采用該材料進(jìn)行了產(chǎn)品成型工藝試驗(yàn),并對門護(hù)板制品進(jìn)行了評價。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用聚丙烯/粘土納米復(fù)合材料生產(chǎn)的門護(hù)板產(chǎn)品性能滿足輕型車門護(hù)板的使用要求,而且由于新材料中填料填充量小、密度低,有利于實(shí)現(xiàn)汽車零件輕量化。

聚合物基納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展2