聚合物基微纳米复合材料的制备及微型注塑加工研究

微型高分子功能器件具有独特优点,发展迅速,应用广泛,是当今科学技术的重要前沿,迫切需要发展高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,实现其微型注塑加工。介绍了近年来作者课题组在聚合物基微纳米复合材料制备及其微型注塑加工方面的研究进展:通过有机/无机杂化、固相剪切碾磨、纳米复合、分子复合及熔融共混技术等制备适合于微成型加工的高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,如尼龙11/钛酸钡压电复合材料、聚乙烯醇/羟基磷灰石生物医用纳米复合材料、聚氨酯/碳纳米管导电复合材料等。解决了微纳米填料难分散、复合体系难加工的难题,实现了聚合物基微纳米功能复合材料的微型注塑加工,研究了其流变行为和充填行为,调控和优化了微型制品的结构与性能,为制备高性能多功能的聚合物微型器件提供了新材料、新技术和新理论。     

纳米复合薄膜及其在果蔬保鲜中的应用

纳米复合包装薄膜一般为聚合物基纳米复合材料,可分为纳米材料/合成聚合物复合材料与纳米材料/天然聚合物复合材料。阐述了这2种复合材料的制备方法和性能特点,综述了纳米TiO2复合薄膜、纳米SiO2复合薄膜、纳米CaCO3复合薄膜、纳米银复合薄膜在果蔬保鲜中的应用研究,并展望了纳米复合薄膜在果蔬保鲜应用方面的研究方向。     

纳米塑料

所谓“纳米塑料”是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物基体中形成的有机/无机纳米复合材料。在纳米复合材料中，分散相的尺寸至少在一维方向小于100nm。由于分散性的纳米尺寸效应、大比表面积和强界面结合，纳米复合材料具有一般工程塑料所不具备的优异性能，因此是一种全新的高技术新材料，具有广阔的商业开发和应用前景。中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室用天然粘土矿物蒙脱土作为分散相，利用插层聚合复合、熔融插层复合等方法对纳米塑料的制备进行了制备，成功地开发出了以聚酰胺(PA6和PA66)、聚酯(PET和PBT)、聚…     

纳米CaCO3复合微粒的制备以及在PVC塑料中的应用

将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)双单体在纳米碳酸钙粒子存在下的水相悬浮液中进行无皂乳液聚合,制备纳米碳酸钙聚合物复合微粒,研究了纳米碳酸钙复合微粒的加入对PVC复合材料结构形态与性能的影响,用透射电子显微镜(TEM)以及扫描电子显微镜(SEM)观察了纳米CaCO3复合微粒/PVC复合材料的微观结构及断面形态.研究结果表明:双单体无皂乳液聚合方法是一种很好的纳米碳酸钙表面改性方法,当单体的配比和种类适当时,复合微粒对PVC可同时起到增强和增韧的作用,纳米碳酸钙复合微粒与基体的牢固结合以及大量的拉丝状结构是复合微粒对PVC增强增韧的关键因素.     

纳米CaCO3复合微粒对ABS性能的影响

将苯乙烯(S t)、丙烯酸丁酯(BA)双单体在纳米碳酸钙粒子存在下的水相悬浮液中进行无皂乳液聚合,制备出纳米碳酸钙聚合物复合微粒,研究了复合微粒对改性纳米C aCO3/ABS复合材料力学性能的影响及增韧机理。结果表明,复合微粒以纳米级均匀分散在基体中,与基体间形成良好的柔性界面层;复合材料的断面产生了大量的滑移和褶皱,起到了吸收和分散机械力的作用。当单体的配比和种类适当时,复合微粒对ABS有很好的改性作用,其填充量为3份(质量)时,复合材料单缺口冲击强度达到40.6kJ/m2,比纯ABS提高24.5%,拉伸强度基本不变。     

聚合物基纳米复合材料的研究进展

对聚合物基纳米复合材料的研究进展进行了介绍,报道了有关聚合物基纳米复合材料制备方法的研究进展情况,并分别对聚合物/粘土纳米复合材料、环氧树脂基纳米复合材料、聚酯纳米复合材料、聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究发展情况给予了评述,同时对每种体系特点和存在的问题进行了论述,最后着重指出纳米复合材料制备方法、应用以及开发新的聚合物基纳米复合体系是今后的主要研究方向.     

纳米TiO_2/纤维复合材料的热辐射性能研究

基于静电纺丝技术和逐层自组装技术制备得到了组装层数分别为0、2、4和6的纳米TiO_2/纤维复合材料。基于SEM和FT-IR等性能测试与理论计算方法,获得了纳米TiO_2/纤维复合材料的结构和热辐射性能。在结构方面,随着TiO_2组装层数的增多,纳米TiO_2/纤维复合材料的平均纤维直径增大,TiO_2在组装层中的百分比也增大;在热性能方面,纳米电纺纤维组装TiO_2(2层)后,红外光谱透过率和辐射热导率均显著减小;随着组装TiO_2层数的增多,纳米TiO_2/纤维复合材料的辐射热导率得到了进一步的减小,指出了这是由于纳米TiO_2颗粒表现出很强的散射和吸收消光的结果。     

聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合材料的制备与性能

通过无皂-原位乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯为原料,采用反应性乳化剂1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵(DNS-86)制备聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、动态激光光散射(DLS)、透射电镜(TEM)等检测手段对复合材料的结构进行了表征,通过力学性能、耐水性测试研究了纳米TiO2对复合材料性能的影响。FT-IR测试结果表明纳米TiO2与聚合物发生了相互作用,有少量的TiO2被接枝到聚合物分子中。DLS测试结果表明与纯聚丙烯酸酯相比,聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合乳液乳胶粒的平均粒径和粒径分布都有所降低。TEM测试结果表明纳米TiO2分布在聚合物基体中。复合材料的性能测试结果表明,当纳米TiO2的加入量为0.5%时,聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合材料的综合力学性能较好;纳米TiO2的加入可提高复合材料的耐水性。     

硅油两步脱水法可控制备纳米二氧化钛透镜

利用纳米粒子由下而上的组装来制备具有亚波长特征结构的新材料已成为操控并利用光的重要手段。本研究报道了一种新的纳米组装技术——即硅油两步脱水法, 该方法利用油水界面的流变性和限制效应, 实现了可批量、高重复性地将15 nm的二氧化钛(TiO₂)纳米粒子组装成具有高折射率、高透明度的光学材料, 并对其组装过程及机理进行了详细的分析。此外, 该方法还可实现TiO₂纳米粒子与其他纳米材料, 如金(Au)纳米粒子、Au纳米棒、Au纳米立方块或氧化石墨烯之间均匀的复合, 制备出TiO₂/Au或TiO₂/氧化石墨烯复合材料。其中, TiO₂纳米粒子的复合可使Au纳米粒子、Au纳米棒或Au纳米立方块的表面等离子体吸收峰产生显著的红移, 表明该组装法为未来制备功能性复合光电器件提供了有效的途径。     

含氟聚合物纳米TiO2复合涂层性能研究

为了深入探讨含氟聚合物纳米TiO2复合涂层性能,在γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPT-MS)、N-甲基全氟辛基磺酰基胺基丙烯酸乙酯(MPSAEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚物中利用原位复合技术引入纳米TiO2微粒,制备了均匀透明的TiO2纳米复合含氟聚合物材料.用红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)等表征了复合材料的形貌和结构.将聚合物用作涂层材料,用接触角测定仪、多功能电子能谱仪(XPS)和原子力量显微镜(AFM)测定了涂层与水的接触角、涂层表面的化学成分和涂层的形貌.结果表明,纳米复合聚合物可在玻片表面形成均匀光滑的涂层,涂层具有优异的疏水性.     

《材料工程》2002年目录索引

研究与应用▲热循环对预应变ＮｉＴｉ记忆合金丝 /铝基复合材料马氏体逆　　相变的影响 (1 - 3)自燃烧法制备ＢａＮｄ2 Ｔｉ5Ｏ1 4纳米晶 (1 - 6)采用银基活性钎料钎焊碳 /碳复合材料 (1 - 9)0 3型压电复合材料的压电性能研究 (1 - 1 2 )0 64ＢａＴｉ4 Ｏ9 0 36ＢａＥｕ2 Ｔｉ4 Ｏ1 2 /ＢａＴｉ4 Ｏ9纤维复合陶瓷　　的相结构研究 (1 - 1 5)纳米碳化硅粉的制备及其微波介电行为 (1 - 1 9)金属熔体双频电磁成形的理论和试验研究 (1 - 2 2 )压铸态ＳｉＣｗ/60 61Ａｌ复合材料中弹性模量的不均匀性 (1 - 2 5)钛酸锆固溶体微波介电瓷的制备与…     

聚合物有序纳米复合材料的研究进展

聚合物有序纳米复合材料是纳米粒子以阵列、网络或图案等方式嵌入聚合物基体形成的有机-无机组装体系,在未来的光、电、磁、生物功能材料中有重要的应用前景.综述了制备聚合物有序纳米复合材料的一般方法:自组装、模板组装、同轴剪切、外场辅助组装,介绍了这一领域的最新进展,比较和分析了各种方法的基本原理、特点,展望了未来的发展方向.     

聚合物复合材料的新进展

论述了聚合物复合材料应用概况及品种发展,如玻璃钢领域聚合物复合材料消费结构,航空航天用高性能复合材料,汽车用PP纳米复合材料,生物可降解PU复合材料,树脂基超杂复合材料,聚合物-纳米粘土复合塑料,木塑复合材料等.并介绍了可降低复合材料制造成本的真空辅助成型技术.     

纳米SiO2增韧增强聚丙烯的界面效应与逾渗行为

报道了聚苯乙烯辐射接枝纳米二氧化硅微粒(SiO₂-g-PS)填充聚丙烯(PP)的增强增韧作用,并从界面效应和逾渗行为的角度对此类复合材料的力学行为进行了分析。结果表明,接枝纳米微粒填充入聚合物时所形成的微粒/聚合物复合颗粒可以整体发挥协同作用,带来较强的界面效应,并有可能导致双逾渗行为,从而有利于发挥纳米微粒的特殊性能。     

SiO2/聚合物纳米复合乳液的合成研究进展

从合成SiO2/聚合物纳米复合乳液的常用SiO2原料、合成机理和制备方法等方面综述了国内外最新的研究进展,最后介绍了SiO2/聚合物纳米复合乳液在涂料、粘接剂、塑料改性等领域的应用,并对今后的研究重点和发展方向作了展望。     

纳米CaCO3复合微粒增韧增强PC/ABS合金

经甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯双单体聚合包覆的纳米碳酸钙形成了核壳结构增韧复合微粒。在双螺杆挤出机中采用二次挤出法制备出PC/ABS/纳米碳酸钙复合材料。研究纳米碳酸钙复合微粒对PC/ABS合金力学性能的影响表明:添加适量纳米CaCO3复合微粒,PC/ABS合金的缺口冲击强度和拉伸强度都得到提高。纳米CaCO3复合微粒具有无机纳米颗粒和弹性体双重协同增韧的作用,其表面的聚合物分子链与基体树脂起到嵌段增容作用。     

聚合物/凹凸棒土纳米复合材料的研究进展

凹凸棒土是一种天然一维纳米材料,具有无毒、热稳定性好、比表面积大等特性,将其与聚合物复合能够改善聚合物的热稳定性能、物理力学性能等。简述了凹凸棒土的改性方法以及聚合物/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法,综述了聚合物/凹凸棒土纳米复合材料在塑料、橡胶、污水处理等领域的研究进展,并对其发展进行了展望。     

聚合物基纳米复合材料的分类、制备与发展现状

纳米微粒由于尺寸小、比表面积大而出现了许多不同于常规材料的特性,将它与种类繁多的聚合物匹配、复合能制备出一类高性能、高功能的聚合物基纳米复合材料。高分子基体具有易加工、耐腐蚀等优异性能,且能抑制纳米单元的氧化和团聚,使得体系具有较高的长效的稳定性,能充分发展纳米单元的特性异能,因此,这类复合材料的开发应用研究就成为了21世纪的科研热点。本文重点介绍了聚合物基纳米复合材料的分类,并对其制备方法以及发展现状进行了简单阐述。     

利用囊泡状结构的双亲性嵌段共聚物作为原位反应器制备亚微米级金属/高分子复合材料

通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)成功制备了聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶(PS-b-P4VP)双亲性嵌段共聚物。利用核磁共振氢谱(1 H NMR)对产物的结构进行了表征。然后研究了聚合物在选择性溶剂中的自组装行为,测试表明该聚合物在一定条件下可自组装形成囊泡状,以此结构作为原位反应器成功包覆纳米银制备了亚微米级的纳米复合材料,应用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)等测试手段对复合结果进行了表征。     

分子筛在聚合物中的应用研究进展

利用无机粒子填充聚合物是制备特殊性能复合材料的有效途径．由于分子筛具有均匀孔径、巨大表面积、可用于吸附、组装、筛分分子等特性，所以利用其进行纳米组装及制备复合材料成为目前研究的热点之一。文中综述了沸石分子筛的特点、分类及其在橡胶、塑料、纤堆等聚合物中的应用研究．