聚合物納米復(fù)合材料(已修改)
2025-08-28 02:48 本頁(yè)面
【正文】 College of Polymer Science amp。 Engineering 聚合物納米復(fù)合材料 聚合物共混改性原理 復(fù)合體系 組合 分散相的尺度大小 1000nm (1μm) 100~1000nm (~1 μm) 1~100nm(1~ μm, 10~1000197。) ~10nm (5~100 197。) （ 1）聚合物/低分子物 低分子作增容劑 低分子流變改性劑 外部熱塑性聚合物 （ 2）聚合物/聚合物 宏觀相分離型聚合物摻混物 微觀相分離型聚合物合金 （ 1）分子復(fù)合物； （ 2）完全相容型 聚合物合金 （ 3）聚合物/填充物 聚合物 /填充物復(fù)合體系 聚合物 /填充物復(fù)合體系 聚合物 /超細(xì)粒子填充復(fù)合體系 聚合物納米復(fù)合體系 聚合物復(fù)合體系的分類 第一節(jié) 概述 聚合物共混改性原理 納米概念的形成 ? 早期，石墨、炭黑中的顆粒 ? 1959年，美國(guó)物理學(xué)家 Richard Feynman提出 “ what would happen if we could arrange the atoms one by one the way we want them?” ? 20世紀(jì) 70年代康乃爾大學(xué) amp。 小組氣相沉積制備納米 ? 20世紀(jì) 80年代，原西德 Gleiter首次制備金屬納米，提出納米材料及其應(yīng)用 ? 1981年， IBM發(fā)明 AFM和 STM，推動(dòng)納米技術(shù)發(fā)展 ? 20世紀(jì) 80年代末期，日本豐田研究中心制得 PA6/粘土納米復(fù)合材料 聚合物共混改性原理 What nanoposites are A nanoposite is defined as a posite material where at least one of the dimensions of one of its constituents is on the nanometre size scale. (nanoposite)定義 : 聚合物共混改性原理 納米復(fù)合材料 非聚合物 納米復(fù)合材料 金屬 /金屬 金屬 /陶瓷 陶瓷 /陶瓷 聚合物 納米復(fù)合材料 有機(jī) /無(wú)機(jī) 納米復(fù)合材料 聚合物 /聚合物 納米復(fù)合材料 聚合物基 無(wú)機(jī)物基 分子復(fù)合 原位復(fù)合 微纖 /基體 Classification of nanoposite 聚合物共混改性原理 Polymer/inanic nanoposites Polymer nanoposites are generally defined as the bination of a polymer matrix resin and inanic particles (particles, layers or fibres) which have at least one dimension (. length, width, or thickness) in the nanometer size range. /無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料定義 聚合物共混改性原理 ? 納米纖維 (碳納米管、纖維素晶須、凹凸棒土 ) ? 層狀無(wú)機(jī)物 ( layered silicates) ?納米粒子 (CaCO3 、 SiO2 、 TiO ZnO、 Al2OCr2O3 ) Schematic of nanoscale fillers 第二節(jié) .制備聚合物納米復(fù)合材料的無(wú)機(jī)物的種類 聚合物共混改性原理 碳納米管 碳納米管是由多個(gè)碳原子六方點(diǎn)陣的同軸圓柱面套構(gòu)而成的空心小管，其中石墨層可以因卷曲方式不同而具有手性。碳納米管的直徑一般為幾納米至幾十納米，長(zhǎng)度為幾至幾十微米。 碳納米管可以因直徑或手性的不同而呈現(xiàn)很好的金屬導(dǎo)電性或半導(dǎo)體性。 (Iijima 1991) 多壁碳納米管 單壁碳納米管 聚合物共混改性原理 ? Derived from expandable 2:1 layered smectite family of clays ? Isomorphous substitution of atoms creates a charge imbalance Sodium Montmorillonite Platelet Structure Na+ Si Oxide Al/Mg/Fe – Oxide/Hydroxide Si Oxide Na+ ~ 50nm 300nm ~ 1 nm 聚合物共混改性原理 Layered silicates Advantages over conventional fillers ? Expandable structures ? Individual silicate layers have at least one dimension in nanoscopic size range ? Layers have high aspect ratios (length/thickness), extremely large surface areas, and high moduli ? Large property benefits achievable at very low filler levels as pared to conventional reinforcing additives ? Weight saving ( wt% nanoclay vs. 25 wt% talc) ? Better processibility ( faster cycling times and quicker fill) ? Don’t need new lines of tools 聚合物共混改性原理 Cationic Exchange of Sodium Montmorillonite + Sodium MMT* Swollen “Organoclay” R1* R2 R3 CH3 N+ Cl + NaCl Cationic Surfactant (., alkylammonium chloride) = Na = Alkylammonium 蒙脫土族礦物具有離子交換性、吸水性、膨脹性、觸變性、黏結(jié)性、吸附性等特性。 聚合物共混改性原理 插層劑的作用 ? 利用離子交換的原
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