纳米金刚石的生产及应用

介绍了用炸药爆炸法制造纳米金刚石的生产方法。阐述了纳米金刚石在润滑油、复合镀层、精细研磨材料 等方面的应用情况及其开发前景。     

橡胶与爆炸合成的工业金刚石碳的相互作用

当今 ,在使材料弹性增大的研究领域中使用表面活性较高的填料是较有发展前途的 ,因此 ,一种新型的纳米碳材料———爆炸合成的工业金刚石碳受到了人们的关注。工业金刚石碳是各种同素异形碳粒子 (从石墨到金刚石 )的复杂混合物。曾经有人按照超分散金刚石的合成程序来研究过工业金刚石碳的合成 ,结果表明工业金刚石碳似乎成了半成品 ,而对工业金刚石碳的碳粒子结构实际上还是无法研究的。但是 ,我们可以根据超分散物质合成的规律特征来构造工业金刚石碳粒子的模型。超分散物质的合成规律的主要特征是超分散物质粒子对周围介质有着强烈的吸附…     

聚丙烯/纳米金刚石复合材料热降解动力学研究

用熔融共混法制备了纳米金刚石（Nano-diamond）/聚丙烯复合材料,利用热重分析（TGA）法研究了复合材料的热降解动力学,并采用Flynn-Wall-Ozawa,Friedman和Kissinger三种方法计算了共混物的热降解反应活化能(Ea)。结果表明,复合材料呈现单一阶段的降解过程,Nano-diamond有助于提高材料的热稳定性。复合材料的热稳定性随Nano-diamond含量的增加先增大后减小,当其含量为3%时,复合材料的热稳定性最好,热降解反应的Ea提高了5-30 kJ/mol。     

β成核剂提高纳米碳酸钙在PP中分散性的研究

研究了聚丙烯(PP)中β成核剂和纳米碳酸钙的相互作用,并提出了这种相互作用的理论模型。结果表明:在PP中β成核剂对纳米碳酸钙有一定的促进分散作用;在试样中添加纳米碳酸钙质量分数为7.5%时,添加质量分数0.05%比添加质量分数0.20%的β成核剂对纳米碳酸钙的分散作用更好;对β晶的相对结晶度来说,纳米碳酸钙对质量分数0.05%β成核剂填充样品几乎没有影响,而对质量分数0.20%β成核剂填充的样品影响较大。     

火焰法沉积金刚石过程碳与基底的反应

在大气中采用火焰法在单晶硅基底上沉积金刚石薄膜，研究了沉积过程中Ｃ与Ｓｉ基底的反应。结果表明：气相中的碳原子首先在基底表面被吸附，然后扩散进入基底并与基底反应，在较高的温度下，碳与基底反应形成碳化硅；在较低温下，没有发现形成ＳｉＣ．当碳原子在基底表面过饱和以后金刚石开始成核。     

低纳米莫来石填充聚丙烯的力学性能

在双螺杆挤出机中用熔融共混工艺制备纳米莫来石/聚丙烯(PP)复合材料,莫来石的含量为1%、3%、5%、7%和10%.考察了填料含量、硅烷偶联剂KH-550和加入增客剂MAPP(PP接枝马来酸酐)对复合材料力学性能的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了复合材料的形貌.结果表明:纳米莫来石粉体作为一种新型的无机矿物填料,在含量较小时(1%左右)对PP基体具有增强增韧作用;用KH-550表面处理和加入MAPP使纳米莫来石在基体中的分散均匀,力学性能有所提高,尤其是加入MAPP效果明显.     

纳米金刚石合成的研发历史

回顾了40多年来纳米金刚石研发的历史,重点介绍了爆轰法合成纳米金刚石的发展过程和人们所从事的各方面的研究、开发和生产的工作.     

激光轰击法制备纳米金刚石的提纯研究

用Nd：YAG脉冲激光轰击循环水中的石墨细微颗粒悬浮液的方法已成功制备出纳米金刚石粉末，但在产物中存在着大量的原料残余。为了从混合物中获得纳米金刚石，分别用热选择空气氧化法和化学酸氧化法（不同浓度）来提纯产物混合粉末中的纳米金刚石。通过对处理后样品进行热失重曲线和透射电镜分析，比较这两种提纯方法的结果，最终得出结论：采用热选择空气氧化法不能够有效提纯激光轰击法所制备的纳米金刚石；用纯高氯酸作为氧化剂可以有效地提纯激光轰击法制备的纳米金刚石。     

低纳米莫来石填充聚丙烯的结晶性能研究

在双螺杆挤出机中采用熔融共混工艺制备了纳米莫来石填充聚丙烯(PP)复合材料,莫来石的质量含量为1%、3%、5%、7%和10%.用DSC考察了填料含量、硅烷偶联剂KH-550(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)和加入增容剂MAPP(PP接枝马来酸酐)对聚丙烯结晶性能的影响.结果表明:纳米莫来石粉体作为一种新型的无机矿物填料,对PP有异相成核效应,结晶温度提高,熔点略有上升,能诱导β晶生成;KH-550和MAPP的使用对结晶影响很小.     

乌克兰与白俄罗斯纳米金刚石的研究现状

简要地介绍了乌克兰和白俄罗斯纳米金刚石的研究现状。重点指出，静压合成的金刚石粉体在超硬材料研究所生产、研究与应用已有三十多年。乌克兰根据DSTU3992-95国家标准，将ASM50．1／0粒和ASM10．1／0两个等级作为纳米粉体来生产，其产量每月约100kg。白俄罗斯Sinta公司年产10^7克拉纳米金刚石，还可生产9个类型的纳米金刚石和含金刚石混合物制品。     

不同亚微观形态的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过控制不同的工艺条件,利用双螺杆挤出插层法制备出两种不同微观结构的聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料。利用透射电子显做镜观察发现．分别制备出了插层型和半插层型聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料,半插层型结构的材料中有机土分散更均匀,尺度更小。对两种纳米复合材料的物理性能测试表明,插层型纳米复合材料的缺口冲击强度提高幅度最大,同时耐热性并没有降低;半剥离型纳米复合材料的熔体质量流动速率降低幅度最大,屈服强度、弹性模量、耐热性提高幅度最大,缺口冲击强度略小于插层型。     

纳米凹凸棒土母粒的制备及对聚丙烯性能的影响

将纳米凹凸棒土制备成母粒并与PP复合，制备n-ATP／PP纳米复合材料。对纳米复合材料的性能进行测试。结果表明，当纳米凹凸棒土质量分数为1％时，复合材料的拉伸强度达最大值；而冲击强度在纳米凹凸棒土质量分数为5％时，出现峰值。纳米凹凸棒土的加入一定程度上改善了复合材料的加工性能。     

环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料的制备与性能研究进展

综述了碳纳米管的基本性质和环氧树脂／碳纳米管纳米复合材料的制备方法及其力学性能、热性能、电性能、流变性能和摩擦性能。讨论了不同碳纳米管的制备方法、碳纳米管的类型、碳纳米管的表面处理等因素对复合材料性能的影响。指出了目前环氧树脂／碳纳米管复合材料研究中存在的问题,最后展望了这种高性能复合材料的发展前景。     

聚丙烯/弹性体/纳米高岭土三元复合材料的研究

以新型聚烯烃弹性体POE为增韧剂，以纳米高岭土为增强剂，将传统的弹性体增韧方法和新型的纳米粒子增韧增强手段相结合；采用合金化技术和填充复合工艺，制得高性能的聚丙烯复合材料。研究结果表明，纳米高岭土和弹性体POE对PP增韧具有协同作用，呈现的并不是二者独立增韧作用的简单加和，纳米无机粒子对复合体系PP／POE还有增强作用并大大减缓了因POE的加入而导致复合体系强度的降低。     

纳米有机蒙脱土/聚丙烯复合材料性能与结构研究

采用双螺杆熔融混合造粒和单螺杆挤出制样的方法制备了纳米有机蒙脱土（OMMT）／PP复合材料。通过透射电子显微镜（TEM）及力学性能测试研究了复合材料的力学性能及纳米OMMT粒子的分散状况。结果表明,在纳米OMMT／PP复合体系中,纳米OMMT在基体中达到纳米级分散,同时,聚合物大分子链插入到纳米OMMT的层间,纳米OMMT的加入,不但使冲击强度显著提高,而且使弯曲弹性模量显著提高。     

纳米CaCO3和POE增韧废旧PP复合材料的研究

采用了纳米CaCO3和乙烯-辛烯共聚物（POE）对废旧聚丙烯（PP）进行增韧改性，借助于力学性能测试、SEM和偏光显微镜等观察手段对这一共混体系的增韧机理进行了研究。结果表明，纳米CaCO3和POE对废旧PP具有良好的增韧作用，两者有协同增韧效果；POE对废旧PP的增韧符合剪切屈服理论，纳米CaCO3的增韧机理是诱导PP产生大量的裂纹，形成空穴群，吸收冲击能；废旧PP／POE／纳米CaCO3复合材料的球晶尺寸细化，球晶边界模糊，非晶区域增大，材料的韧性明显提高。     

尼龙6、纳米碳酸钙共混改性PP的研究

采用尼龙6(PA6)和纳米碳酸钙(CaCO3)共混改性聚丙烯(PP),研究了PA6和纳米CaCO3用量对改性PP力学性能的影响,并研究了PP-g-MAH和POE-g-MAH两种相容剂对体系的不同影响。结果表明,体系性能最佳的配比为PP/PA/CaCO3/POE-g-MAH=100/14/12/25(质量比),改性PP的冲击强度约为纯PP的780%,而弯曲和拉伸强度只比纯PP略有下降。     

无机纳米粒子改性PP热氧老化性能的研究

采用热烘箱老化法,研究了无机纳米粒子对聚丙烯(PP)热氧老化性能的影响;并对PP老化前后的羰基含量和力学性能的变化进行了表征,同时也表征了纯PP及改性PP的热氧降解性能。结果表明,无机纳米粒子不同程度地抑制了PP的热氧降解反应,其中以TiO2的改性效果为最佳。     

纳米无机填料增强增韧聚丙烯的研究

研究用纳米碳酸钙(Nano- CaCO3 ) ,纳米氧化铝(Nano- Al2 O3 )对PP改性,并利用扫描电镜(SEM )对改性PP的拉伸冲击断面进行观察。结果发现:将纳米材料引入聚丙烯体系后,聚丙烯的结晶行为发生较大改变,并引起聚丙烯的力学性能的变化。     

水镁石纳米纤维/PP复合材料的力学性能研究

采用化学作用与机械力结合的方法，将天然水镁石剥分到纳米纤维级；并采用有机分散剂将其均匀分散，然后使用常规工业挤出设备制备水镁石纳米纤维／PP复合材料。在这种纳米复合材料中，纳米纤维分散均匀，与PP高分子结合牢固，对PP复合材料的力学性能改善明显。