【導(dǎo)讀】聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂羅羈腿薄螈袇膈蚆薁芆膇蒆螆膂膆薈蠆肈膅蝕襖羄膄莀蚇袀膃蒂袃膈膃薅蚆肄節(jié)蚇袁羀芁莇蚄袆芀蕿衿袂艿蟻螂膁羋莁羈肇芇蒃螀羃芇薆羆衿莆蚈蝿膇蒞莈薂肅莄蒀螇罿莃螞薀羅莂莂裊袁莂蒄蚈膀莁薆襖肆莀蠆蚆葿莈袂袈蒈蒁蚅膇蕆薃袀肅蒆螅蚃聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂羅羈腿薄螈袇膈蚆薁芆膇蒆螆膂膆薈蠆肈膅蝕襖羄膄莀蚇袀膃蒂袃膈膃薅蚆肄節(jié)蚇袁羀芁莇蚄袆芀蕿衿袂艿蟻螂膁羋莁羈肇芇蒃螀羃芇薆羆衿莆蚈蝿膇蒞莈薂肅莄蒀螇罿莃螞薀羅莂莂裊袁莂蒄蚈膀莁薆襖肆莀蠆蚆葿莈袂袈蒈蒁蚅膇蕆薃袀肅蒆螅蚃聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂羅羈腿薄螈袇膈蚆薁芆膇蒆螆膂膆薈蠆肈膅蝕襖羄膄莀蚇袀膃蒂袃膈膃薅蚆肄節(jié)蚇袁羀芁莇蚄袆芀蕿衿袂艿蟻螂膁羋莁羈肇芇蒃螀羃芇薆羆衿莆蚈蝿膇蒞莈薂肅莄蒀螇罿莃螞薀羅莂莂裊袁莂蒄蚈膀莁薆襖肆莀蠆蚆葿莈袂袈蒈蒁蚅膇蕆薃袀肅蒆螅蚃聿蒆蒅罿羅肂薇螁袁肁蝕羇腿肀荿螀肅聿蒂

　　

【正文】 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。因此，雖然高分子納米復(fù)合材料發(fā)展的歷史并不是很長，但是已經(jīng)在不同領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。見下表： 高分子納米復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域 納米復(fù)合材料性能 納 米 材 料 用 途 催化性能 高性能高分子催化劑 力學(xué)性 能 增強(qiáng)、增韌高分子材料 磁學(xué)性能 高密度磁記錄、磁儲存、吸波隱形材料 電學(xué)性能 導(dǎo)電漿料、絕緣漿料、非線性電阻、 靜電屏蔽、電磁屏蔽材料 光學(xué)性能 光吸收材料、光通訊材料、非線性光學(xué)材料、光 記錄材料、 光顯示材料、光電子材料、隱身材料 熱學(xué)性能 低溫?zé)Y(jié)材料、耐高溫材料 敏感性能 壓敏材料、濕敏材料 其他性能 仿生材料、生物活性材料、環(huán)保材料、 耐磨材料、減摩材料、高介電材料等 高分子基納米復(fù)合材料的應(yīng)用簡介 高性能工程塑料 高分子物與硅酸鹽形成高分子基納米復(fù)合材料后，由于其納米粒子的表面與 界面效應(yīng)使得復(fù)合材料具有高耐熱性、高強(qiáng)度、高模量和低的膨脹系數(shù)，但密度僅為一般復(fù)合材料的 65%~75%，因此可作為高性能工程塑料，廣泛應(yīng)用于航空、汽車等行業(yè)。高分子物加入層狀無機(jī)物實(shí)現(xiàn)納米復(fù)合后，能使機(jī)械性能大大提高。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。不僅強(qiáng)度、模量提高幅度大， 14 而且克服了一般復(fù)合材料強(qiáng)度、模量提高伴隨任性下降的問題。熱變形溫度提高約 90176。C，熱膨脹減少。日本豐田公司已將它用于制造汽車部 件，如皮帶罩等。 利用不同電學(xué)特性的高分子物（如絕緣高分子物、高聚物電解質(zhì)、導(dǎo)電高聚物）與不同電學(xué)特性的層狀無機(jī)物（如絕緣體、半導(dǎo)體等）制得的高分子基納米復(fù)合材料具有多種新的電性能，可以作為各種電氣、電子及光電子產(chǎn)品材料。 PEO/Na4蒙脫土或 PEO/Li4蒙脫土的導(dǎo)電率與 PEO 鹽電解質(zhì)接近，但熱穩(wěn)定性更好，在更寬的溫度范圍保持良好的離子導(dǎo)電，而且還克服了PEO 鹽電解質(zhì)存在的形成離子對問題，可用于固體電池中作高聚物電解質(zhì)。 PEO與電子導(dǎo)電型層狀無機(jī)物復(fù)合（ PEO/V2O5xerogel）。成為離子電子混合導(dǎo)電材料，開拓了新的使用領(lǐng)域。對導(dǎo)電高分子物聚苯胺、聚吡咯與各類層狀硅酸鹽、磷酸鹽、過度金屬氧化物形成的高分子基納米復(fù)合材料也已展開了許多研究，材料表現(xiàn)出各種導(dǎo)電性能。絕緣高分子物 PS/MoS2 納米復(fù)合材料的各向異性電學(xué)特性也非常引人關(guān)注。 Niwa等以 PVC 為基體，用電導(dǎo)率在 101~10s?cm1之間。 解決微機(jī)械領(lǐng)域里的潤滑問題 計(jì)算機(jī)微型化和微機(jī)械的發(fā)展，對薄膜材料提出了越來越高的要求。都要求對微機(jī)械提供超精細(xì)和納米級的保護(hù)和潤滑 [14]。利用 LB膜法制備高分子基納米超薄復(fù)合膜 ,是解決超薄潤滑問題一條可行的途徑。 高效催化材料 以高分子物 /半導(dǎo)體微粒納米復(fù)合材料作催化劑，可提高半導(dǎo)體微粒的光催化活性。 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。 改進(jìn)聚合物加工性能 超高分子量聚乙稀的加工流動(dòng)性很差，熔體流動(dòng)指數(shù)為零。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。液晶聚合物剛性棒狀分子在加工過程中，在外力作用下發(fā)生取向而生成微纖，微纖易于平行滑動(dòng)，因而帶動(dòng)基體分子一起滑動(dòng)，高效地增加了材料的加工流動(dòng)性。因此可以采用常用的加工設(shè)備進(jìn)行擠出、注射成型。 15 高性能復(fù)合材料 利用納米粒子的表面與界面效應(yīng)、量子效應(yīng)等特性引起的一系列特異的聲、光、熱、電等性能，可以制得具有特殊功能的高分子基納米復(fù)合材料 [16]。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。某些生 物類物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)，可以封存到孔狀的 SolGel玻璃中，而形成生物凝膠體，可以控制生物反應(yīng)，在生物技術(shù)、酶工程中有著重要的用途。 高效潤滑劑 華中科技大學(xué)關(guān)文超等利用 C60合成的納米復(fù)合材料作為高效潤滑劑。張彥保等用聚合法合成的 PS納米微球和具有核殼結(jié)構(gòu)的 PS/PMMA納米微球作潤滑油添加劑，在四球試驗(yàn)機(jī)上研究了它的摩擦學(xué)行為，結(jié)果表明聚合物納米微球具有良好的減磨抗摩性能。 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。利用這一性能， 可以將這種材料用作包裝材料。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。利用這一特性，日本宇部工業(yè)集團(tuán)與豐田也開發(fā)了包裝材料。 電致發(fā)光材料 Colvin等對電致發(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]。 伴隨著納米科技的發(fā)展，納米材料獨(dú)特的表面界面效應(yīng)； 小尺寸效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)和聚合物密度小 , 耐腐蝕、易加工等優(yōu)良特性有機(jī)的結(jié)合，形成了一類新型功 能高分子材料。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 ?？偖a(chǎn)值達(dá) 146億美元，其中功能型助劑約占 80％。足以說明功能高分子材料在塑料產(chǎn)業(yè)中的重要地位。新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)既是推動(dòng)塑料產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，又象一塊磁石在吸引著企業(yè)家的眼球，是他們尋求新的投資方向的風(fēng)向標(biāo)。 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。納米思維為高分子材料科學(xué)的發(fā)展注入了新的活力，涉及到高分子材料科學(xué)的各個(gè)方面，使其在原有領(lǐng)域里取得了許多新成果，同時(shí)開創(chuàng)了新的研究領(lǐng)域，為高分子科學(xué)的發(fā)展提供了嶄新的思路和研究方法。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。可以預(yù)言，新一代功能高分子材料的春天已經(jīng)來臨，納米材料必將成為新世紀(jì)材料發(fā)展的主流，也必將對新世紀(jì)的高新技術(shù)如 電子、生物技術(shù)、生命科學(xué)的研究產(chǎn)生極為深遠(yuǎn)的影響。 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。宇航材料工藝， 1999 [9] 歐玉春。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。24(6):24 18 致謝 感謝綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館和電子圖書閱覽室為我們提供查找文獻(xiàn)資料的場所，以便我能找到優(yōu)秀的文獻(xiàn)，順利做完畢業(yè)論文，同時(shí)也感謝王老師和唐老師對我的悉心指導(dǎo)。 1