纳米复合材料的研究及应用-推荐下载

高分子纳米复合材料的制备及应用研究高分子纳米复合材料是一种新型的材料，主要由高分子基质和纳米填充剂组成。

这种材料具有许多良好的性能，如优异的力学性能、热稳定性、电学性能和气体阻止性能等。

因此，在化学、电子、医学、航空航天等领域都有广泛的应用。

一、高分子纳米复合材料的制备方法高分子纳米复合材料的制备方法包括机械法、化学法和物理法等多种方法。

机械法主要是通过研磨来实现纳米颗粒的加入，但这种方法会破坏高分子的结构，从而影响材料的性能；化学法主要是通过控制反应条件来实现纳米颗粒的加入，但这种方法需要对材料的纯度、反应速率等有很高的要求；物理法主要是通过各种物理手段来实现纳米颗粒的加入，如超声波、等离子体等。

其中，超声波辅助制备是目前应用最为广泛的一种方法。

该方法可以通过控制超声波的频率、功率和处理时间等参数来实现纳米颗粒的均匀分散在高分子基质中，从而得到具有优良性能的高分子纳米复合材料。

二、高分子纳米复合材料的应用研究高分子纳米复合材料的应用研究主要包括以下几个方面：1. 电子领域：高分子纳米复合材料可以制备高性能的电子器件，如场效应晶体管、有机发光二极管、薄膜晶体管等。

其中，场效应晶体管是高分子纳米复合材料在电子领域中最成功的应用。

该器件不仅具有高迁移率、高电流驱动能力和良好的稳定性等优点，还可以通过控制纳米填充剂的种类和含量来实现器件性能的调控。

2. 医学领域：高分子纳米复合材料可以制备一些用于医学诊断和治疗的纳米药物载体，如聚乳酸纳米粒子、碳纳米管纳米复合材料等。

这些材料不仅具有较小的粒径和较大的比表面积，具有良好的药物负载能力和靶向性，还可以通过控制组成和结构来调控药物的释放行为，从而提高治疗效果。

3. 航空航天领域：高分子纳米复合材料可以制备高性能的航空航天部件，如复合材料和超高温材料等。

其中，碳纤维增强高分子基质复合材料是一种重要的结构材料，具有优异的力学性能和热稳定性，已经广泛应用于航空航天领域中。

聚丙烯纳米复合材料的研究及应用李跃文陈枝晴(湖南科技职业学院高分子工程与技术系，长沙,410118 )摘要：综述了聚丙烯基层状填料纳米复合材料、纤维状填料纳米复合材料、粉状填料纳米复合材料、POSS 纳米复合材料制备方法、结构与性能方面的最新研究进展，介绍了聚丙烯／粘土纳米复合材料的一些实际应用，对今后的研究和开发方向也提出了自己的看法。

关键词：聚丙烯，纳米复合材料，纳米填料，研究进展，应用聚丙烯(PP) 是目前产量最大、发展最快的合成树脂之一，它具有良好的综合力学性能、耐热性、耐腐蚀性能和成型加工性能，应用范围十分广泛。

但PP 低温脆性大，耐老化性能不好，容易燃烧，绝对强度和金属材料相比尚有一定差距，这些使其应用受到一定程度的制约。

共聚、共混、加助剂等传统的改性方法均有一定的局限性，近年发展起来的纳米技术给PP 提供了一种新的改性途径，大量的研究表明，将PP 与纳米组份复合，具有广泛而显著的改性效果。

与传统方法相比，通过形成纳米复合材料对PP进行改性具有如下优点：(1)纳米组份含量很少时即有显著的改性效果；(2)在改善某些性能的同时，几乎不损害其它性能，特别是成型加工性能；(3)改性范围广泛。

1、PP /层状填料纳米复合材料1.1 PP/ 层状粘土纳米复合材料自然界有些粘土矿物具有层状结构，如蒙脱土、累托土、斑脱土等。

在适当的条件下，聚合物分子链能插入到粘土片层之间，使片层层间距扩大，甚至剥离，从而形成纳米复合材料。

由于粘土片层的纳米效应和层状结构，PP/层状粘土纳米复合材料的力学强度、热稳定性、阻隔性、阻燃性均有明显改善。

PP/ 蒙脱土纳米复合材料是研究和开发较早的PP 纳米复合材料。

目前的研究主要集中在熔融共混法制备纳米复合材料及其结构与性能上。

王平华［1］等用钠基蒙脱土(Na-MMT) 和经十六烷基三甲基溴化铵处理过的有机蒙脱土(Org-MMT) 分别与PP 制成了纳米复合材料，实验结果表明，Na-MMT 和Org-MMT 对PP 均有良好的增强增韧效果，但两者填充形态不一样，Na-MMT 以纳米粒子形态填充，Org-MMT 以插层形态填充；另外，Na-MMT 还能诱导聚丙烯结晶晶型发生转变，产生有利于提高聚丙烯冲击强度的3晶型。

新型纳米复合材料的研究及其在高科技领域中的应用随着科技的不断发展，纳米技术的应用越来越广泛。

在纳米领域里，新型纳米复合材料不仅具有极好的物理、化学性质，而且具有超强的机械性能、耐腐蚀性等优点，成为各个高科技领域中的重要材料。

一、新型纳米复合材料的定义及结构新型纳米复合材料是由两种或两种以上的材料按照一定的比例和分散度，通过纳米技术制备而成的高性能材料。

它的结构由填料、基体（或称为基质）、增强体三部分组成。

填料是在基体中添加的颗粒状或纤维状的物质，能够提高纳米复合材料的性能。

基体指的是纳米复合材料的主体，即填料和增强体所处的基础材料。

增强体是指添加到基体中以增强材料性能的材料，通常具有良好的力学性能和刚度。

新型纳米复合材料按照性质可分为结构复合材料、功能复合材料、纳米复合材料等不同类型。

二、新型纳米复合材料在航空航天领域中的应用航空航天领域需要高性能材料，对新型纳米复合材料提出了更高的要求。

在该领域中应用广泛的新型纳米复合材料主要包括复合材料结构件、纳米复合材料烤漆等。

复合材料结构件是近年来在航空航天领域中应用最广泛的一种新型纳米复合材料。

由于其优良的力学性能和超级轻质特性，已成为比金属及其他传统材料更佳的选择。

在飞机、火箭、卫星等器械中，新型纳米复合材料结构件已经广泛应用。

纳米复合材料烤漆是指把含有纳米颗粒的复合材料用于飞机、火箭等器材表面的一种新型烤漆。

纳米复合材料烤漆具有良好的耐水性、耐腐蚀性、耐热性，能够起到美观、防腐、防水等效果，对于飞机、火箭表面的保护起到重要作用。

三、新型纳米复合材料在电子领域中的应用在电子领域中，新型纳米复合材料具有极高的导电率、热导率和机械韧性，具有广泛的应用前景。

目前在电子领域中应用最广的新型纳米复合材料包括导电复合材料、隔热复合材料、电磁隔断材料等。

导电复合材料是一种新型纳米复合材料，具有高导电性和机械韧性。

在太阳能电池板、导电粘合剂、电阻器、电容器等领域中有着广泛的应用。

纳米复合材料的研究及应用纳米复合材料的定义：纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。

复合材料由于其优良的综合性能，特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域，纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分，近年来发展很快，世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。

该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料，纳米钨铜复合材料。

在纳米聚合物基复合材料方面，主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体，分散水平达到纳米级，得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。

我们制备的纳米蒙脱土/PA6复合材料中，纳米蒙脱土的层间距为1.96nm，处于国内同类材料的领先水平（中国科学院为1.5~1.7nm），蒙脱土复合到尼龙基体中后完全剥离成为厚度1~1.5nm的纳米微粒，其复合材料的耐温性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常优秀，此材料已经实现了产业化；正在开发的纳米TiO2/聚丙烯复合材料具有优良的抗菌效果，纳米TiO2粉体在聚丙烯中分散达到60nm以下，此项技术正在申报发明专利。

由于纳米聚合物复合材料的成型工艺不同于普通的聚合物，本方向还积极开展新的成型方法研究，以促进纳米复合材料产业化的进行。

常见的几种纳米复合材料：1，天然硅酸盐蒙脱土简介：纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25nm，蒙脱石含量大于95%。

具有良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。

高分子纳米复合材料的制备及应用研究近年来，随着材料科学和纳米技术的不断发展，高分子纳米复合材料成为了研究热点之一。

高分子纳米复合材料指的是将纳米材料与高分子基体复合而成的一种新型材料。

由于其具有极高的比表面积和独特的物理、化学、力学和光学性质，并且可以根据需要进行功能化改性，因此在材料科学、能源、环保等领域都具有广泛的应用前景。

一、高分子纳米复合材料的制备方法纳米复合材料的制备方法多种多样，常见的有浸渍法、原位合成法、机械研磨法、共混法等。

而高分子纳米复合材料在制备过程中，还需要考虑到高分子基体与纳米材料的相容性以及复合接口的结构与性能。

以下是几种常见的高分子纳米复合材料制备方法：1. 溶液浸渍法：将纳米材料加入溶液中，将高分子样品浸渍到溶液中，使溶液中的纳米材料渗入到高分子内部。

经过干燥和加热处理，即可得到高分子纳米复合材料。

2. 原位合成法：将纳米材料和高分子单体在反应体系中随机共混，经过缩聚或交联反应即可生成高分子纳米复合材料。

3. 机械研磨法：将高分子和纳米材料放入球磨机中进行研磨，使纳米材料在高分子基体中均匀分散，从而形成高分子纳米复合材料。

4. 共混法：将高分子和纳米材料按一定比例直接混合均匀即可。

这种方法操作简单，但高分子与纳米材料的相容性较差，容易出现复合体系结构不稳定等问题。

二、高分子纳米复合材料的应用研究1. 环保领域：高分子纳米复合材料可以作为各种环保材料的添加剂，用于改善其性能，例如：作为水处理材料的添加剂，能够提高材料的吸附能力、抗菌性和抗氧化性等；作为塑料加工材料的添加剂，能够提高材料的力学和物理性能，还能降低材料的可燃性。

2. 能源领域：高分子纳米复合材料在太阳能电池、柔性电池等领域具有广泛应用前景。

例如，利用纳米颗粒改性的高分子电解质可以提高固态电池的离子导电性，从而提高电池的电化学性能和稳定性。

3. 医疗领域：高分子纳米复合材料可以用于制备生物医用材料，例如修复骨骼、皮肤、血管、人工关节等。

高分子纳米复合材料的研究与应用随着科技的不断进步和社会的发展，高分子纳米复合材料已经成为了一个备受关注的研究领域。

这种材料由高分子和纳米颗粒组成，具有很高的性能和多种应用。

本文将探讨高分子纳米复合材料的研究与应用，着重讨论其优点、合成方法、应用领域和未来发展趋势。

1. 优点高分子纳米复合材料与传统复合材料相比有着很多优点。

首先，在物理性能方面，它具有很高的强度、硬度、韧性和耐磨损性，同时也具有较高的导电性、导热性和光学性能。

其次，在化学性能方面，它具有很好的耐化学腐蚀性和耐温性，适用于各种不同的环境。

最后，在经济性方面，它的生产成本相对较低，可大批量生产，适合于工业化生产。

2. 合成方法高分子纳米复合材料的合成方法有很多种，主要包括物理混合法、化学交联法和高温合成法等。

物理混合法是将纳米颗粒和高分子物理混合，通常需要添加一定的表面修饰剂，以促进二者之间的相容性。

化学交联法主要是通过交联剂将纳米颗粒固定在高分子链上，得到具有共价键的复合材料。

高温合成法是在高温条件下进行聚合反应，并可与具有活性基的纳米颗粒反应，形成高分子纳米复合材料。

3. 应用领域高分子纳米复合材料的应用领域非常广泛，其中最常见的应用为电子、光电、磁电和生物医学领域。

在电子领域，高分子纳米复合材料可制备出具有良好导电性能和热稳定性的薄膜材料，适用于半导体和电子器件的制备。

在光电领域，可制备具有优良光学性能的薄膜材料，适用于太阳能电池、显示器等领域。

在磁电领域，可制备出具有良好磁性和介电性能的纳米复合材料，适用于磁性存储设备等领域。

在生物医学领域，高分子纳米复合材料应用于生物分子检测、荧光显微镜成像等领域，具有良好的生物相容性和生物稳定性，广泛应用于药物传递、组织工程等领域。

4. 未来发展趋势高分子纳米复合材料是一个研究热点和前沿领域，未来的发展趋势有很多。

一方面，随着科技的不断发展和工业的不断进步，高分子纳米复合材料在各个领域的应用将会越来越广泛。

聚合物纳米复合材料的研究和应用一、聚合物纳米复合材料的定义和分类聚合物纳米复合材料是由聚合物基体和纳米颗粒增韧剂组成的新型材料，具有高强度、高韧性、低比重、高导电性、高阻尼性、阻隔性和磁性等优异性能。

根据纳米颗粒类型，聚合物纳米复合材料可以分为无机纳米颗粒/聚合物基体、有机质子固体电解质/聚合物基体、石墨烯/聚合物基体等，其中石墨烯/聚合物基体复合材料应用最为广泛。

二、聚合物纳米复合材料的制备方法1、原位聚合法：将单体和纳米颗粒一起引入聚合反应体系中，使聚合物和纳米颗粒同时形成。

2、表面修饰法：通过表面活性剂改性等步骤将纳米颗粒分散在溶液中，再将其与聚合物混合形成复合材料。

3、机械混合法：将已制备好的纳米颗粒和聚合物混合。

三、聚合物纳米复合材料的应用1、能源存储与转换：聚合物纳米复合材料在锂离子电池方面具有广泛的应用，可以制备出高性能的离子导电电解质。

在太阳能电池、燃料电池等能源存储与转换方面也有广泛应用。

2、高分子增韧剂：通过将纳米颗粒与聚合物基体混合形成聚合物纳米复合材料，能够提高材料的韧性和抗冲击性能，在塑料制品、汽车配件、电子器件等领域具有广泛应用。

3、高强度材料：通过加入纳米钙钛矿颗粒或纳米氧化铝颗粒，在聚合物基体中形成纳米复合材料，具有高机械强度，可以应用于建筑材料、航空航天等领域。

4、生物医学材料：聚合物纳米复合材料可以用于制备血管支架、骨修复材料等生物医学材料，在医学领域具有广泛应用前景。

四、聚合物纳米复合材料的展望聚合物纳米复合材料具有优异的性能和应用前景，可以在能源存储与转换、高分子增韧剂、高强度材料、生物医学材料等领域得到广泛应用。

未来，随着纳米技术的不断发展，聚合物纳米复合材料的制备方法和性能将会不断提升，具有更广泛的市场前景和应用前景。

纳米复合材料的研究与应用一、引言纳米复合材料作为新兴材料的代表，具有优异的性能和广泛的应用前景。

它是由具有不同物理和化学性质的两种或以上的材料按照一定比例的混合、复合而成。

其中，其中一种或几种材料具有纳米级粒径，其尺寸范围一般为1-100纳米。

纳米复合材料的制备方法和性能研究是当前材料科学研究的一个热门领域。

本文主要介绍纳米复合材料的研究与应用。

二、研究现状纳米复合材料是复合材料中出现的一种新型材料，其制备技术、性能和应用研究都处于快速发展阶段。

已经有很多研究人员对其进行了深入研究。

纳米复合材料的制备方法一般采用溶胶-凝胶法、高能球磨、电沉积、真空喷射、化学气相沉积等方法。

由于纳米复合材料具有优异的性能，如高强度、高硬度、高韧性、高导电性、高热稳定性和高耐腐蚀性等，已经在多个领域得到了广泛的应用。

三、应用领域纳米复合材料的应用领域十分广泛，它已经应用于生物医药、环保、电子信息、能源和航空航天等众多领域。

1.生物医药纳米复合材料已经成为生物医药领域中不可或缺的材料之一。

由于其物理化学性质稳定，可以作为一种药物载体，广泛应用于疾病治疗、诊断和生物分子传感等方面。

例如，通过将纳米材料和药物复合，可以提高药物的生物利用度和降低给药的毒副作用。

同时，在生物分子传感方面，纳米复合材料也可以用于疾病诊断，如乳腺癌、肿瘤标记物、疟疾等。

2.环保在环保领域，纳米复合材料的应用也十分广泛。

例如，可将纳米复合材料应用于水处理领域，通过纳米复合材料对水中的污染物进行去除。

同时，纳米复合材料也可以作为车辆排放物、工业废气的过滤材料，对空气中的有害物质进行净化。

3.电子信息纳米复合材料的电学性质十分良好，可以作为电子元器件中的重要材料。

例如，纳米复合材料可以用于微型电机、半导体器件、纳米电路和微电子器件等领域。

同时，在传感器、显示器和太阳能电池等方面也有着广泛的应用。

4.能源纳米复合材料在能源领域的应用颇为广泛。

例如，可以将纳米复合材料用于燃料电池、太阳能电池、储能材料等领域。

新型纳米复合材料的研究与应用随着科技的不断发展，人类对于材料性能的需求也变得越来越高。

其中，纳米复合材料就是近年来备受关注的一种新型材料。

纳米复合材料是由两种或两种以上不同种类的材料组成，并且至少一种组成材料的尺寸具备纳米级别的材料。

本文将介绍纳米复合材料的研究现状以及其在各个领域中的应用。

一、纳米复合材料的研究现状纳米复合材料是一种重要的新型功能材料，已经成为了材料科学研究的热点之一。

在复合材料领域，纳米复合材料在其它材料中拥有独特的性能。

纳米复合材料的制备和表征技术随着人们对其研究的不断深入而不断完善。

目前，研究人员广泛探索纳米复合材料的合成方法和性能表征方式，并已经取得了很多的研究成果。

例如，通过改变纳米颗粒的尺寸和形状，可以控制纳米复合材料的力学强度、导电性和热性能等方面的性能。

同时，纳米复合材料还具有超强的抗基体软化性、超高的韧性和强韧接口结构等性质。

这些独特的性能，使纳米复合材料在材料设计和工程上具有广泛的应用前景。

二、纳米复合材料在材料学领域中的应用由于纳米复合材料具有优异的性能，所以在材料学领域中得到了广泛的应用。

以下是几个该领域的经典例子：1.高强度复合材料随着人们对新型高强度复合材料研究的不断深入，纳米复合材料因其材料本身的独特性得到了广泛关注。

在高强度复合材料中，通过合理的复合和表面处理，可以得到拥有超高强度和刚度、高耐磨性、超导电性和高温稳定性的材料。

2.生物医学材料纳米复合材料在生物医学材料中的应用也越来越广泛。

例如，通过合适的表面修饰，可以制造出可溶于水的纳米复合材料，这种材料可以在医药中起到很好的生物活性和药物释放效果。

3.能源材料在能源材料领域，纳米复合材料也被广泛使用。

例如，纳米复合材料做为太阳能吸收材料，性能可以提高许多倍。

另一方面，与有机材料复合得到的纳米复合材料，也能够在电池领域发挥出色的性能。

三、纳米复合材料在其他领域中的应用除了材料学领域中的应用，纳米复合材料在其他领域也被广泛使用。