【正文】 據(jù)原子排列的對(duì)稱性和有序程度 , 有晶態(tài)、非晶態(tài)、準(zhǔn)晶態(tài)。 表 11納米微粒尺寸與表面原子數(shù)的關(guān)系 從表 11 可以看出 , 處于表面的原子數(shù)隨粒徑的減小而迅速增加。 當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí) , 晶體周期性的邊界條件將被破壞 , 導(dǎo) 致其磁性、光吸收、熱、化學(xué)活性、催化性及熔點(diǎn)等發(fā)生變化。 即納米粒子顆粒尺寸小到定值時(shí) , 費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象。為了增加納米粒子與聚合物的界面結(jié)合力 , 提高納米微粒的分散能力 , 需對(duì)納米粒子的表面進(jìn)行改性。常用的表面改性劑有硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯類偶聯(lián)劑、硬脂酸、有機(jī)硅等； （ 2）機(jī)械化學(xué)改性。 利用化學(xué)反應(yīng)在納米粒子表面接枝帶有不同功能基團(tuán)的聚合物 , 使之具有新的功能； （ 5） 高能量表面改性。分散劑能降低填料粒子的表面能 , 改善填料的分散狀況 , 但不能改善填料粒子和基體的界面結(jié)合。如納米 SiO2 填充復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度在 SiO2 的體積數(shù)為 4% 左右時(shí)達(dá)到最大值 [13]。 對(duì)于相同的基體和填料 , 采用相同的處理方法 , 微米級(jí)填料使復(fù)合材料的楊氏模量增長(zhǎng)平緩 , 而納米級(jí)填料則可使復(fù)合材料的楊氏模量急劇上升。如用超微 CaCO3 和超 6 微滑石粉進(jìn)行試驗(yàn) ,當(dāng)填充量增大 , 單純采用 CaCO3 或滑石粉都會(huì)使沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率減小 , 而協(xié)同效應(yīng)使得沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率不斷增大。插層復(fù)合法可分為三類： 插層聚合法是先將高分子物單體分散、插入到層狀無機(jī)物（硅酸鹽等）片層中（一般是將單體和層狀無機(jī)物分別溶解到某一溶劑中），然后單體在外加條件（如氧化劑、光、熱等）下發(fā)生原位聚合 [8]。 溶液插層法是高分子鏈在溶液中借助于溶劑而插層進(jìn)入無機(jī)物層間，然后揮發(fā)除去溶劑。 RuizHitzky[10]等將聚環(huán)氧乙烷（ PEO）與不同交換性陽離子的蒙脫上混合攪拌，合成了新的具有二維結(jié)構(gòu)的高分子基納米復(fù)合材料。由于熔體插層法是美國 Cornell 大學(xué)的 Vaia 和 Giannelis 等首先采用的一種創(chuàng)新方法。只有當(dāng)材料的微區(qū)尺寸在 100nm 以下時(shí)才能歸屬于納米復(fù)合材料的范疇。在柔性聚合物（或其單體）中溶解剛直棒聚合物均勻地分散在高分子機(jī)體中而形成原位分子復(fù)合材料，這種方法稱為原位聚合法。這種納米符合薄膜有望在某些工況條件下作為新型特種潤(rùn)滑材料而獲得應(yīng)用。如果條件控制得當(dāng)，在凝膠形成與干燥過程中聚合物不 發(fā)生相分離，即可獲得高分子基納米復(fù)合材料。 該方法反應(yīng)條件溫和，分散均勻。 該方法是將納米粒子直接分散于高分子基質(zhì)來制備高分子基納米復(fù)合材料，其中高分子基質(zhì)多選用具有優(yōu)異性能的功能材料。 LB膜法 LB膜法是利用具有疏水端和親水端的兩親性分子在氣 液界面的定向性質(zhì)，來制備高分子基納米復(fù)合材料。從而使得該類材料在微電子學(xué)、光電子學(xué)、非線性光學(xué)和傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。成國祥等確定了水/Span85Tween60/環(huán)已烷反映微乳液體系的適宜條件，如表面活性劑含量、 HLB值和溶水量值：進(jìn)而在其中進(jìn)行丙稀酰胺聚合反應(yīng)和 AgCl、 ZnS 沉淀反應(yīng)，制備了大小比較均一、形狀規(guī)則而平均粒徑約為 20nm的 AgCl/PAM、 ZnS/PAM無機(jī) /有機(jī)納米復(fù)合微粒。表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、界面相關(guān)效應(yīng)，這五種效應(yīng)是納米材料的基本特性，它們使納米粒子和納米固體呈現(xiàn)出許多奇異的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，它們是納米技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。 (3)體積效應(yīng) 當(dāng)納米粒子的尺寸變小時(shí)，周期邊界條件將被破壞，使得物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，甚至是發(fā)生突變。庫侖堵塞效應(yīng) ——只能單電子傳輸，電荷宇稱效應(yīng) ——電荷數(shù)奇偶性。如由于粒 子尺寸較小 , 透光率好 , 將其加入塑料中可以使塑料變得很致密。無機(jī)填料填充基體 , 通?？梢越档椭破烦杀?,提高剛性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性 , 而隨之往往會(huì)帶來體系沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率的下降 , 即韌性下降。當(dāng)受外力時(shí)，粒子不易與基體脫離 ,而且因?yàn)閼?yīng)力場(chǎng)的相互作用，在基體內(nèi)產(chǎn)生很多的微變形區(qū) ,吸收大量的能量這也就決定了其能較好地傳遞所承受的外應(yīng)力 ,又能引發(fā)基體屈服 ,消耗大量的沖擊能，從而達(dá)到同時(shí) 增韌和增強(qiáng)的作用。納米 SiO2 與 TiO2 適當(dāng)混配 , 即可大量的吸收紫外線。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已產(chǎn)出了 抗菌冰箱等制品。在通用塑料中加入納米粒子能使其達(dá)到工程塑料的性能。由于納米 SiO2 是三維 12 鏈狀結(jié)構(gòu) , 將其均勻分散在橡膠大分子中并與之結(jié)合成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) , 從而提高制品強(qiáng)度、彈性、耐磨性 , 同時(shí)納米 SiO2 對(duì)波長(zhǎng) 499nm 以納米改性防水卷材的性能 納米技術(shù)對(duì)化學(xué)纖維的改性 納米材料的出現(xiàn) , 為制備功能纖維開辟了新的有效途徑 , 如前所述 , 將少量的UVTiTANP580 納米 TiO2 加入合成纖維中 , 就能制得抗老化的合成纖維 ,用它做成的服裝和用品具有防止紫外線的功效 , 如防紫外線的遮陽傘等。與對(duì)塑料的改性相似 , 將金屬納 米粒子添加到化纖中可以起抗靜電的作用 , 將銀的納米粒子添加到化學(xué)纖維中還有除臭、滅菌的作用。 13 6 高分子納米復(fù)合材料的應(yīng)用 由于高分子納米復(fù)合材料既能發(fā)揮納米粒 子自身的小尺寸納米效應(yīng)，又能通過與高分子基體材料的相互協(xié)同作用，創(chuàng)造新的功能；既有高分子材料本身易加工、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，又可以使納米粒子所特有的催化、光、電、磁、生物等特殊性質(zhì)得以充分發(fā)揮。PA6中僅加入 4W1%的粘土，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了納米復(fù)合，拉伸強(qiáng)度提高了 50%，拉伸模量提高近 100%，而且沖擊強(qiáng)度基本不降低。日本豐田公司已將它用于制造汽車部 件，如皮帶罩等。成為離子電子混合導(dǎo)電材料，開拓了新的使用領(lǐng)域。 解決微機(jī)械領(lǐng)域里的潤(rùn)滑問題 計(jì)算機(jī)微型化和微機(jī)械的發(fā)展，對(duì)薄膜材料提出了越來越高的要求。 Krishnan[15]等采用高分子物原位合成納米顆粒的方法，將 Nafion樹脂用 Cd離子交換后暴露于 H2S氣體中，制得納米復(fù)合催化劑。因此可以采用常用的加工設(shè)備進(jìn)行擠出、注射成型。 高效潤(rùn)滑劑 華中科技大學(xué)關(guān)文超等利用 C60合成的納米復(fù)合材料作為高效潤(rùn)滑劑。美國康耐爾大學(xué)等重點(diǎn)關(guān)心此方面特性，用作包裝材料。據(jù)美國 BRG Townend 咨詢公司的調(diào)研報(bào)告介紹： 2020年全球塑料添加劑消費(fèi)總量約 。 16 7總結(jié) 高分子材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜和多樣，可以在分子結(jié)構(gòu) (包括支鏈結(jié)構(gòu) )、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、共混、復(fù)合、界面和表面甚至外觀結(jié)構(gòu)等諸多方面，進(jìn)行單一或多種結(jié)構(gòu)的綜 合利用，因此最大程度地滿足了其他高技術(shù)要求材料技術(shù)為他們提供的更多、更好的功能。 17 參考文獻(xiàn)： [1] 嚴(yán)東生 ,馮端主編 .材料新星納米材料科學(xué) .湖南科學(xué)技術(shù)出版社，第一版，1997 [2] Richard ： 1991； 254(29)： 1 300 [3] Kubo R. .， 1962； 17： 975 [4] 張立德 .牟季美 .納米材料科學(xué) .沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 1994 [5] 牟季美 .張立德 .趙鐵男等 .物理學(xué)報(bào) .1994,43（ 6）： 1000 [6] 韓高榮 .鐘敏 .趙高凌 .功能材料與器件學(xué)報(bào)， 2020,8（ 4）： 421 [7] 侯萬國，王果庭 .化工進(jìn)展， 1992； 5： 21 [8] 曾戎，章明秋，曾漢民。 19。高分子材料與工程， 1998 [10] Furuichi， RuizHitzky. 1989； (4）： 31 [11] Vaia， Giannelis: 1987；（ 3）： 21 [12] Lindsey，功能材料， 1997； 28(3)： 237 [13] 徐華蕊，李鳳生，陳舒林等 .化工進(jìn)展， 1996； (5):29 [14] 陳祖耀，張大杰，錢逸泰 .硅酸鹽通報(bào)， 1988； 7（ 6）： 54 [15] 曾漢民，朱世平，陸耘 . 88 108 [16] 曾戎，岳中仁，曾漢民 .材料研究學(xué)報(bào)， 1998； 2： 293 [17] Colvin， HuangLi， ， 1995。隨著納米技術(shù)研究的深入，在分子、甚至原子水平上實(shí)現(xiàn)材料的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、復(fù)合與加工生產(chǎn)成為可能，材料的功能進(jìn)一步得到擴(kuò)展，呈現(xiàn)前所未有的創(chuàng)新。足以說明功能高分子材料在塑料產(chǎn)業(yè)中的重要地位。 電致發(fā)光材料 Colvin等對(duì)電致發(fā)光材料進(jìn)行了研究，他們用納米 CdSe與聚苯撐乙烯（ PPV）制得一種有機(jī) 無機(jī)復(fù)合發(fā)光裝置，隨著納米顆粒大小的改變，發(fā)光的顏色可以在紅色到黃色間變化（量子尺寸效應(yīng)） [17]。 包裝材料 高分子基納米復(fù)合材料的隔阻性能比純高聚物及一般共混物都有顯著提高。例如：金屬等納米粒子與高分子物形成的復(fù)合材料，能吸收和衰減電磁波、減少反射和散射，在電磁隱身方面有著重要的應(yīng)用。所以不能采用常用的熱塑性塑料加工方法來進(jìn)行擠出或注射成型，而采用原位復(fù)合技術(shù)制得的液晶聚 合物與其共混。利用 LB膜法制備高