纳米材料改性聚磷酸铵在聚合物阻燃中的应用研究进展

综述了纳米材料改性聚磷酸铵(APP)的方法及其在聚合物材料中的协同阻燃作用。重点讨论了纳米二氧化硅(SiO2)、纳米碳酸钙(CaCO3)、海泡石、碳纳米管、纳米纤维素、纳米蒙脱土和可膨胀石墨改性APP协同阻燃聚合物材料方面取得的研究成果。提出了纳米材料改性APP在阻燃应用中存在的一些问题。     

聚合物/层状粘土纳米复合材料阻燃性能研究进展

聚合物／层状粘土(PLC)纳米复合材料是近十年来研究的热点。由于PLC纳米复合材料具有常规聚合物复合材料所没有的结构、形态以及较常规材料更加优越的力学性能、耐热性能、气液体的阻隔性能等，所以具有广泛的工业应用前景。文中综述了PLC纳米复合材料的制备、性能、结构及其在阻燃方面应用研究的现状。     

基于活性自由基聚合的聚合物材料在纳米生物材料中的应用进展

纳米材料一直在生物医学材料领域有着广泛的应用,而聚合物材料又是纳米材料中相当重要的一类。在合成聚合物纳米材料的诸多聚合方法中,活性自由基聚合以其能控制聚合物分子量及分布、分子设计能力强、可聚合单体种类多等特点脱颖而出,成为合成聚合物纳米材料的主要方法。着重介绍由活性聚合所得的聚合物材料在纳米生物材料中的应用进展。     

纳米碳材料在聚合物阻燃中的应用研究进展

综述了近年来纳米碳材料在聚合物阻燃应用方面所取得的研究进展,重点讨论了碳纳米管、富勒烯、石墨烯和纳米炭黑等纳米碳材料在单独用作阻燃剂、改性后用作阻燃剂以及与其他物质协同阻燃聚合物方面取得的研究成果,并指出聚合物/纳米碳材料阻燃体系的研究应侧重于阻燃机理,并将纳米碳材料与其他阻燃剂协同使用,以便发挥各自的优势。     

聚膦腈微纳米材料的制备及应用

无机纳米材料由于其结构的特殊性比如平均粒径小、比表面积大、表面能高,呈现出独特的小尺寸效应、表面效应、增强效应等,因此自被发现以来在各行各业引起了广泛的关注。但是其固有的组成和结构也带来一系列问题,如大部分无机纳米材料无法降解,在溶剂或聚合物中分散困难等。在使用前通常需进行表面功能化处理,增加了其应用成本。采用聚合物微纳米材料代替无机纳米材料成为纳米材料开发的一个新思路。聚合物微纳米材料的制备通常采用两亲性分子的自组装或者在模板表面进行聚合的模板法。自组装法所需的两亲性分子的准备通常是一项琐碎的任务,而模板法需要预制可控尺寸和形状的模板,都是多步过程,因此,在温和的条件下开发尺寸可控的聚合物纳米粒子的简便方法是一个挑战。环状聚磷腈作为一种新发展起来聚合物微纳米材料,在一定的环境条件下,可以通过快速的一步聚合和同时自组装过程容易地形成,并且立体形貌可根据组成和反应条件从零维调整到二维。与无机纳米材料相比,聚磷腈微纳米粒子由于其柔韧性,多种功能性、可调表面特性、生物相容性等,在药物控释、聚合物改性、锂离子电池、反应催化等领域获得广泛的关注。尽管如此,新型组成和结构的聚磷腈微纳米材料的开发和应用仍有待进一步加强。比如,如何通过靶向基团或环境敏感性基团的引入进一步加强药物控释的效率,如何通过其他阻燃元素或无机结构的引入提高材料的阻燃效率,聚磷腈作为阻燃助剂可否进一部扩展到环氧树脂外的其他聚合物体系,这些问题都有待进一步解决。本文归纳了聚磷腈微纳米材料的制备及应用研究进展,分别对不同形态的聚磷腈微纳米材料的制备条件、制备原理和结构特征进行了详细介绍,以期为制备不同组成和结构的聚磷腈微纳米材料提供参考。分析了聚磷腈微纳米材料在药物控释、聚合物阻燃、锂离子电池、反应催化等领域的研究现状,并对其应用前景进行了展望。     

黏土矿物基纳米复合阻燃材料的研究进展

聚合物纳米复合材料因具有质轻、耐腐蚀、电绝缘、易于加工等优异的性能而被广泛应用于国民生产生活的各个领域.然而,大多数聚合物材料都极易燃烧,这严重限制了其在诸多领域中的实际应用.因此,增强聚合物的阻燃性能具有重大意义.近年来,随着人们的环保和健康意识日益增强,以环境友好的方法制备高强度、高韧性、高抗氧化性和良好阻燃性的聚合物复合材料的研究受到越来越多国内外研究者的青睐,高效绿色阻燃剂将具有巨大的市场潜力.纳米黏土是天然、无毒、低成本、可生物降解且具有生物相容性的材料,常被用于合成各种聚合物纳米复合材料,由于其较大的比表面积、阻隔性和热稳定性,可有效改善聚合物材料的阻燃性和力学性能.本文总结了近几年天然黏土矿物增强聚合物纳米复合材料阻燃性和热稳定性的相关研究.根据不同来源,将聚合物材料分为天然聚合物材料和合成聚合物材料,分别探讨了添加黏土矿物对各种聚合物纳米复合材料阻燃性能的增强效果,并归纳了天然黏土矿物在聚合物纳米复合材料中的阻燃机理.与普通聚合物复合材料相比,天然黏土由于其独特的结构(纤维状、管状及层状),可以捕获易燃挥发物、阻隔热和质的传递.此外,天然黏土可以在聚合物表面形成强大的阻隔层,以延缓热和质的传输过程.最后,指出了目前纳米复合材料在阻燃研究中存在的问题.对当前文献的深入调查为实现聚合物/黏土纳米复合材料的高效利用提供有用的信息,并为设计新型高性能聚合物/黏土纳米复合材料提供理论指导.     

纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展

纳米材料具有极大的比表面积、宏观量子隧道效应、体积效应和尺寸效应;采用具有特殊性能的纳米材料填充改性聚合物是增强聚合物材料性能的最有效方法之一。通过单相或多相纳米材料填充改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),可使复合材料的性能得到不同程度的改善和提高。综述了纳米材料改性增强UHMWPE复合材料的摩擦学性能、力学性能、电学性能、生物相容性、热学性能等;展望了纳米填充UHMWPE复合材料的发展方向和应用前景;提出采用微量的高性能纳米材料改性聚合物以大幅度提高复合材料的性能是未来研究的重要方向。     

阻燃型聚合物基纳米复合材料的研究

使用阻燃剂可避免火灾中聚合物燃烧所带来的危害,但常用阻燃剂存在阻燃效率低,燃烧时烟雾大,或对复合材料的力学性能产生不良影响等缺点。纳米阻燃剂具有高效、多功能、低烟、低毒、环保、填充量低等独特的优势,大大促进了阻燃型聚合物基复合材料的广泛应用,是阻燃剂材料的重点发展发展方向之一。一般来说,阻燃型纳米复合材料不但具有阻燃性,而且因纳米效应、纳米复合效应而具有优异的力学性能、热性能以及电性能等。本文综述了阻燃型聚合物基复合材料的最新研究进展。     

3D打印聚合物纳米复合材料的研究进展

相对于传统制造方法如挤出成型、模压成型等,3D打印技术不仅能够快速成型结构复杂且精细的产品,而且还可以根据不同功能、性能需求选择不同材料进行快速制造.凭借这一优势,3D打印越来越受到人们的重视,越来越多的3D打印产品被应用到人们的生活、学习和工作中.在众多3D打印材料中,聚合物材料(如热固性和热塑性聚合物等)的占比大、应用广,大到房屋内饰、小到微/纳米电子设备都可以通过3D打印聚合物材料来实现.然而,相比于传统方法制造的聚合物材料,3D打印聚合物材料强度低、打印层之间界面结合差,所以目前3D打印聚合物材料主要用于模型和非结构材料.为提高3D打印聚合物材料的强度,纳米材料(如纤维素纳米晶)常被用作增强体与聚合物材料混合打印,以此制备高强、多功能的3D打印纳米复合材料.纤维素纳米晶来源广泛、价格低廉、可再生、强度高,是一种十分理想的天然纳米增强材料.因此,近年来纤维素纳米晶在3D打印聚合物纳米复合材料中的应用受到广泛关注.除研究纳米材料对3D打印聚合物材料性能的影响外,研究者们还从纳米材料改性和新型纳米材料的研发等方面不断进行尝试,在提高3D打印聚合物纳米复合材料强度的同时赋予其更多的功能性,并取得了丰硕的成果.此外,借助光固化3D打印和聚合物熔融沉积成型两项基本原理相近、成型机理不同的3D打印技术,研究者们从打印纳米复合材料的结构、性能及功能出发,分别研究不同打印技术实现材料"结构-性能-功能"的可能性和可行性,为3D打印聚合物纳米复合材料的拓展应用提供了可靠依据.本文在简述3D打印技术的基础上,重点阐述常用于热固性和热塑性聚合物3D打印技术的基本原理和特点;着重分析两项不同3D打印技术在聚合物纳米复合材料领域的应用情况,总结3D打印聚合物纳米复合材料的性能特征和应用范围,以期为3D打印纳米复合材料的广泛应用奠定基础.     

多孔有机聚合物在隔热和阻燃方面的应用

作为一类新型的纳米多孔材料,多孔有机聚合物(Porous organic polymer,POP)由于其具有比表面积大,吸附性能强、相对密度低和环境友好等优点,在离子交换、催化、气体分离和气体储存等领域具有巨大的潜在应用前景,并引起了学术界的广泛关注。多孔有机聚合物高的孔隙率以及其独特的孔道结构,使其具有良好的隔热特性,通过引入含有不同阻燃元素或官能团的有机砌块可提升其阻燃性。因此,多孔有机聚合物可作为隔热和阻燃材料被使用。     

高分散性氧化石墨烯基杂化体的制备及其热稳定性增强

利用有机偶联剂,通过酯化反应合成了聚乙二醇单甲醚(MPEG750)修饰的功能性氧化石墨烯纳米材料(GO-MPEG750),实现了氧化石墨烯基纳米杂化材料在任意极性及非极性溶剂中的高分散性能。利用溶剂共混技术所制聚合物复合材料中,作为纳米填料的GO-MPEG750只需质量分数1%的负载量就可以显著地提高聚乙二醇(PEG4000)的热稳定性,起始降解温度提高了63℃。该材料在阻燃材料等领域具有一定的潜在应用价值。     

不同纳米材料对粉煤灰基地聚合物的改性作用

系统研究了不同种类纳米材料对CFA基地聚合物的凝结时间和力学性能的影响,并结合FT-IR研究了其纳米改性作用机制。结果表明,纳米Al_2O_3对凝结时间的影响不大,纳米SiO_2、硅灰与稻壳灰均能够缩短体系的凝结时间,且掺量越大影响越明显。化学合成纳米材料和天然纳米材料均能提高CFA基地聚合物早期抗压强度,其中硅灰的适宜掺量为10%(质量分数),稻壳灰为5%(质量分数)。纳米SiO_2和硅灰的掺入提高了CFA基地聚合物体系无定型凝胶相的聚合度;纳米Al_2O_3和稻壳灰对凝胶相的结构无明显影响。纳米材料通过化学作用、颗粒填充作用和晶种成核作用提高了CFA基地聚合物的抗压强度。     

聚合物/无机物纳米复合材料研究现状

纳米材料是继单组分材料，复合材料和梯度材料之后的第四代材料，聚合物／无机物纳米复合材料的研究已成为当今高分子化学与物理，无机化学和材料化学等诸多交叉学科的前沿领域，聚合物和无机物在纳米及分子水平上的复合，将使各自的优势得到最充分的体现，简要概述了聚合物／无机物纳米复合材料的制备方法，结构与性能及其应用。     

纳米技术在建筑材料中的发展与应用

综述了纳米科技的基本概念、产生、发展及其战略意义,讨论了国内外近几年纳米材料和纳米技术的研究成果及应用发展,并对纳米材料在高强度和高韧性纳米陶瓷材料、新型纳米结构的玻璃、塑料和橡胶制品、粘合剂、密封胶和润滑剂、特殊的光学性能材料、催化剂、水泥添加剂、新型防护材料、静电屏蔽材料、耐热、隔热、阻燃材料、涂料等建材领域的直接应用以及其潜在价值进行了讨论。     

聚乳酸基层状纳米复合材料的研究进展

聚乳酸由于其良好的生物降解性、力学性能以及可加工性,具有极大的应用潜力,但是却面临脆性大、耐热温度低、阻燃性能差等缺点。而层状纳米材料是一类具有层状纳米结构,颗粒尺度为纳米或亚微米的纳米材料,具有优异的力学性能、热稳定性能、气体阻隔性能、电性能及化学性能。因此,使用层状纳米材料对聚乳酸进行改性,可以制备出具有优异性能的聚乳酸基纳米复合材料。文中重点综述了聚乳酸基层状硅酸盐、聚乳酸基层状双氢氧化物、聚乳酸基石墨烯及其衍生物3类纳米复合材料最新研究进展。     

中国发展纳米科技的关键战略

本世纪纳米科技将在两方面影响人们的生活,即纳米材料和纳米电子技术。就纳米材料而言,包含两方面:一是材料在某一维上的尺寸小于100纳米,但又不仅仅界定在100纳米。二是当材料达到纳米尺寸时,应产生既区别于微观的分子或原子,也区别于宏观物体的超常规物性。具备这两个条件,才可称为纳米材料。纳米材料主要包括结构材料和功能材料。结构材料指具有超常规的力学性能的纳米材料。功能材料指具有奇异的功能特性的纳米材料。从总体上考虑,应限制单一的粉体材料的发展,鼓励在终端产品上,实现纳米的结构化和功能化。因为,纳米     

纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料研究新进展

综述了近年来纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究进展。介绍了碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米SiO2、纳米碳粉等纳米材料在改性烧蚀材料中的研究近况,详细探讨和比较了改性材料的热稳定性、成炭率、力学性能等,同时分析了纳米材料改性树脂材料中存在的问题,并预测了纳米材料改性耐烧蚀树脂的发展趋势。提出纳米材料,特别是新型的纳米碳材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究将是很有发展前景的研究领域,并会进一步得到人们的重视。     

改性纳米SiO2填充低烟无卤阻燃聚乙烯的研究

本文选择了三种经不同表面改性处理的纳米二氧化硅，采用热分析（TG）对聚乙烯／改性纳米SiO2复合材料的热稳定性能进行了研究，并将其用于无卤阻燃聚乙烯体系，针对改性纳米SiO2对无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能和力学性能的影响进行了分析。研究结果表明，与未改性纳米二氧化硅相比，经改性处理的纳米SiO2有利于提高复合材料的热稳定性能，延缓聚乙烯的热氧化降解，经适当改性处理，可使纳米复合材料的热稳定性高于聚乙烯。改性纳米SiO2显著提高了无卤阻燃聚乙烯的阻燃性能，在填料用量相同时，可获得力学性能和阻燃性能较佳的材料。     

无卤阻燃尼龙66/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

选用有机插层剂对蒙脱土(MMT)进行有机化处理后,使用熔融插层法制备了无卤阻燃尼龙66/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,测试了其力学性能及阻燃性能.结果表明,有机蒙脱土和少量纳米SiO2的加入能够提高材料的力学性能,当SiO2加入量为2%、蒙脱土含量为3%时,材料的冲击性能相对提高了19%,拉伸与弯曲性能也有所提高;当OMMT:SiO2为3:2,APP:MA为5:4,ZnO:APP比值为1.5:10时,材料的极限氧指数较纯聚合物提高了33.3%.     

多功能纳米多层涂层

三个在纳米材料开发和商业化领域处于领先地位的公司共同开发出聚合物纳米复合材料涂层技术。该技术既利用有机聚合物，又利用尖端无机材料，改进了涂层性能，从而提高了制造工效。这三家公司是：生态涂层公司，一家纳米工程、紫外固化涂层供应商；纳米动力公司，一家超级纳米材料顶级生产商和金属材料合作公司：一家纳米材料合成工艺开发商。