复合高分子材料
- 格式:doc
- 大小:43.00 KB
- 文档页数:5
高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由纳米材料与高分子材料相结合而成的新型材料,具有许多优异的性能和广泛的应用前景。
纳米材料的引入可以显著改善高分子材料的力学、热学、光学和电学性能,使其在工程领域中具有更广泛的应用价值。
首先,高分子纳米复合材料具有优异的力学性能。
由于纳米材料的加入,可以有效地增强高分子材料的强度、刚度和韧性,使其具有更好的耐磨、耐冲击和耐腐蚀性能。
这使得高分子纳米复合材料在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域中得到广泛应用。
其次,高分子纳米复合材料具有优异的热学性能。
纳米材料的加入可以显著提高高分子材料的热稳定性和热导率,使其具有更好的耐高温和隔热性能。
这使得高分子纳米复合材料在电子电器、航空航天、新能源等领域中得到广泛应用。
此外,高分子纳米复合材料还具有优异的光学和电学性能。
纳米材料的加入可以显著改善高分子材料的透明度、抗紫外线性能和导电性能,使其具有更广泛的应用前景。
这使得高分子纳米复合材料在光学膜、光电器件、柔性电子等领域中得到广泛应用。
综上所述,高分子纳米复合材料具有优异的力学、热学、光学和电学性能,具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展和高分子材料的不断创新,相信高分子纳米复合材料将在未来得到更广泛的应用,为人类社会的发展做出更大的贡献。
高分子复合材料在航天领域的应用研究导言航天工程是人类追求科技进步和探索未知的重要途径之一。
作为航天领域的重要组成部分,材料科学的发展对于提升航天工程的性能和可靠性起着至关重要的作用。
高分子复合材料以其优异的物理性能和化学特性,成为了航天领域的首选材料之一。
本文将探讨其在航天领域的应用研究以及未来的发展趋势。
第一章高分子复合材料的基本概述1.1 高分子复合材料的定义高分子复合材料是由高分子基体和增强材料(如纤维、颗粒等)组成的材料。
高分子基体是指具有高分子结构的聚合物,增强材料则是在基体中起到增强作用的材料。
高分子复合材料具有轻质、高强度、高耐热、耐腐蚀等优点,被广泛应用于航天工程中。
1.2 高分子复合材料的特点高分子复合材料具有多样的物化性能,适应了航天领域对材料的多方面需求。
其独特的特点包括:- 轻质高强度:由于增强材料的加入,高分子复合材料具有优异的强度-重量比。
这使得航天器的负载能力更高,且重量更轻。
- 耐高温、耐低温性能:高分子复合材料具有较低的热膨胀系数和良好的热稳定性,能够在极端温度条件下保持其性能稳定。
- 耐腐蚀性:高分子复合材料对酸、碱、盐等腐蚀物质具有良好的抵抗能力,可以保护航天器不受外界环境的损害。
第二章高分子复合材料在航天领域的应用2.1 航天器结构件高分子复合材料在航天器的结构件中有着广泛的应用。
例如,航天器外壳、机翼、蒙皮等结构件可以采用高分子复合材料制造,以提高航天器的强度和耐热性能。
同时,高分子复合材料的轻质特性可以降低航天器总体重量,提高整体性能。
2.2 航天器隔热材料由于在航天过程中面临极端的温度条件,航天器的隔热材料对于保护其内部设备的正常运作至关重要。
高分子复合材料具有良好的隔热性能,因此被广泛应用于航天器的隔热材料中。
例如,碳纤维复合材料能够有效降低热量传导,保护航天器免受高温的影响。
2.3 航天器绝缘材料在航天器中,电子设备的正常运行需要有良好的电气绝缘材料。
高分子复合材料在航空制造中的应用随着航空产业的不断发展,对于航空器材料的要求也越来越高。
高分子复合材料作为一种新型材料,具有重量轻、力学性能好、耐腐蚀性好、抗疲劳性好等优点,被广泛应用于航空制造行业。
本文将介绍高分子复合材料在航空制造中的应用。
一、高分子复合材料的概念及种类高分子复合材料是指由两种或两种以上的材料通过物理或化学方法结合而成的材料。
其中至少一种材料是高分子材料,另一种材料可以是无机材料、金属材料、纤维材料等。
高分子材料通常作为基体或固态基质,在其中加入增强材料或填充材料,以提高材料的力学、物理、化学性能。
高分子复合材料主要分为热固性复合材料和热塑性复合材料两种。
1. 热固性复合材料热固性复合材料是以热固性树脂为基体的一种高分子复合材料。
常用的基体树脂有环氧树脂、酚醛树脂、腈纶树脂等。
增强材料通常采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等高强度、高模量的纤维为主。
在热固化过程中,基体和增强材料之间通过交联反应合成为一体,从而形成一种具有优异机械性能、抗疲劳性和耐腐蚀性能的金属替代材料。
2. 热塑性复合材料热塑性复合材料主要由热塑性塑料作为基体,通过增强材料或填充材料来提高其力学、物理、化学性能。
常用的基体材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
增强材料和填充材料主要采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、陶瓷等材料。
二、高分子复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强等优点,已经成为航空制造中的重要材料。
下面将介绍高分子复合材料在航空制造中的应用。
1. 航空航天结构件高分子复合材料具有高强度、高模量、低密度等优点,可以用来制造航空航天结构件。
例如,飞机机身、机翼、尾翼、舵面等部件,采用热固性复合材料制造,可以减轻重量、提高整机性能。
2. 发动机部件发动机部件对材料的要求更高,不仅需要具有重量轻、强度高、耐高温等特点,还需要耐腐蚀、抗疲劳等性能。
高分子复合材料可以用于制造发动机叶片、轮盘、背压板等部件。
3. 内饰件高分子复合材料的外观可以根据需要定制,可以制成各种颜色和外观效果。
高分子复合材料的研究及其应用高分子复合材料是指由两种或两种以上不同类型的高分子材料以及其他非高分子材料组成的复合材料。
高分子复合材料具有轻质、高强度、良好的耐腐蚀和耐热性能等优点,在各个领域有重要的应用价值。
本文将从高分子复合材料的研究现状和应用两个方面来探讨此领域的发展趋势。
一、高分子复合材料的研究现状1.高分子材料高分子材料是一类由大量单体分子通过共价键连接形成的有机物,具有高分子量、大分子量和分子量分布范围广的特点。
常见的高分子材料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
2.复合材料复合材料是指不同组分之间通过物理或化学方法结合形成的具有双重或多重性能的材料。
高分子复合材料是现代材料科学领域中新出现的一种复合材料。
3.高分子复合材料高分子复合材料由两种或两种以上的高分子材料以及其他非高分子材料组成,具有单一高分子材料所不具备的功能。
高分子复合材料包括聚合物基复合材料、树脂基复合材料、橡胶基复合材料、沥青基复合材料等。
4.制备方法高分子复合材料的制备方法主要包括物理混合法、化学共混法、原位聚合法、涂布法等。
其中,物理混合法和化学共混法应用最为广泛。
二、高分子复合材料的应用领域1.汽车制造业汽车制造业是高分子复合材料应用领域之一。
高分子复合材料可以用于汽车杯托、垫圈和防爆膜等零部件的制造。
同时,高分子复合材料还可以制作汽车车顶、车门等大型部件。
2.飞机制造业飞机制造业也是高分子复合材料应用领域之一。
高分子复合材料具有轻质高强的特点,可以用于飞机机身、翼面、尾部等部位的制造。
3.医疗器械制造业医疗器械制造业是高分子复合材料应用领域之一。
高分子复合材料可以制作假肢、人工关节、口腔修复材料等医疗器械。
4.建筑业建筑业也是高分子复合材料应用领域之一。
高分子复合材料可以用于建筑隔热材料、防水材料等领域。
5.其他领域高分子复合材料还可以应用于船舶制造、电子器件制造等领域。
三、高分子复合材料未来发展趋势1.新材料的研究随着科学技术的不断进步,高分子复合材料的研究也会更加深入。
复合导电高分子材料复合导电高分子材料是指将导电剂与高分子基体进行复合,以提高材料的导电性能。
近年来,随着电子设备和能源存储领域的快速发展,对导电高分子材料的需求不断增加。
本文将从材料结构、制备方法和应用领域三个方面来介绍复合导电高分子材料的研究进展。
复合导电高分子材料的结构主要由导电剂和高分子基体组成。
常用的导电剂包括金属纳米颗粒、碳纳米管、导电聚合物等。
这些导电剂具有良好的导电性能和电子传输能力。
高分子基体可以选择聚合物、树脂等材料,以确保材料的柔韧性和可塑性。
通过导电剂和高分子基体之间的复合,可以形成具有导电性能的复合材料。
制备复合导电高分子材料的方法多种多样。
常见的方法包括溶液法、电刷法和热缩法等。
其中,溶液法是一种简单有效的方法。
通过将导电剂和高分子基体分散在溶剂中,形成均匀的溶液。
之后,通过溶剂的挥发和高分子的凝聚,可得到导电高分子材料。
电刷法是一种将导电剂有序排列在高分子链上的方法。
通过控制电极势差和电解液中的离子浓度,可以在电极表面制备出有序排列的导电高分子材料。
热缩法则是通过热压、热拉伸等方法使导电剂和高分子基体形成紧密结合的材料。
复合导电高分子材料广泛应用于电子设备和能源存储领域。
在电子设备方面,复合导电高分子材料可以作为柔性电子元件的材料。
相比传统的刚性材料,柔性材料能够适应各种形状和曲面,提供更便捷的使用体验。
导电高分子材料的柔韧性和导电性能使其成为柔性可穿戴设备、可弯曲屏幕等领域的理想选择。
在能源存储领域,复合导电高分子材料可用于制备超级电容器和锂离子电池等。
导电剂的加入可以提高电极的导电性能,从而增加电池储能容量和充放电效率。
尽管复合导电高分子材料在电子设备和能源存储领域具有广阔的应用前景,但还存在一些挑战需要克服。
首先,导电剂的添加会导致材料的机械强度下降,因此在材料设计中需要兼顾导电性和机械性能。
其次,导电剂与高分子基体的界面相互作用对材料的导电性能也有重要影响。
因此,研究人员需要进一步研究导电剂与高分子基体间的相互作用机制,以提高材料的导电性能。
高分子复合材料
高分子复合材料是将两种或多种不同的高分子材料经过物理或化学方法相结合而形成的材料。
由于不同高分子材料之间可以产生较强的相互作用力,所以高分子复合材料通常具有优异的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能,广泛应用于工程领域。
高分子复合材料的制备主要有两种方法:物理方法和化学方法。
物理方法是通过物理性质相似性的高分子材料之间的相互吸引力,使不同高分子材料相结合。
常见的物理方法包括共混、填充、吸附等。
化学方法则是通过高分子材料之间的化学反应形成键合力而实现复合的。
高分子复合材料的应用非常广泛。
在汽车工业中,高分子复合材料可以用于制造车身、内饰、发动机罩等部件,具有重量轻、强度高、耐热性好等特点。
在航空航天领域,高分子复合材料可以用于制造飞机、航天器的结构件,能够减轻重量、提高飞行性能。
在建筑工业中,高分子复合材料可以用于制造隔热、防水、防腐等材料,提高建筑物的安全性和耐久性。
在电子工业中,高分子复合材料可以用于制造电子设备的外壳、导电材料等,具有绝缘性能好和导电性能优异的特点。
高分子复合材料在环保领域也有广泛的应用。
传统的材料往往对环境产生一定的污染,而高分子复合材料因其可降解、可回收等特点而成为环保材料的首选。
例如,可降解高分子复合材料可以用于制造塑料袋、一次性餐具等替代传统塑料制品,有效减少塑料垃圾对环境的污染。
总的来说,高分子复合材料具有优良的性能和广泛的应用领域,对推动科学技术的发展和促进经济社会的持续发展具有重要作用。
随着科学技术的不断进步,高分子复合材料的研究和应用将会不断提高,为人类创造更好的生活条件。
高分子复合材料
高分子复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的复合材料,其中至少一种是高分子材料。
高分子复合材料具有优异的性能和广泛的应用领域,因此备受关注。
首先,高分子复合材料具有优异的力学性能。
由于高分子材料的特殊结构和化学键的存在,高分子复合材料通常具有较高的强度和韧性,能够承受较大的外部载荷,因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
其次,高分子复合材料具有良好的耐腐蚀性能。
高分子材料通常具有较好的耐腐蚀性,能够抵抗酸碱、盐水等介质的侵蚀,因此在海洋工程、化工设备等领域有着重要的应用。
此外,高分子复合材料还具有较低的密度和良好的绝缘性能。
由于高分子材料本身的低密度特性,高分子复合材料通常具有较轻的重量,能够降低结构的自重,因此在航空航天、轻量化制造等领域有着广泛的应用。
同时,高分子复合材料还具有良好的绝缘性能,能够有效地隔离电、热等能量传递,因此在电子电气、建筑材料等领域有着重要的应用。
总的来说,高分子复合材料具有优异的力学性能、良好的耐腐蚀性能、较低的密度和良好的绝缘性能,因此在航空航天、汽车制造、海洋工程、化工设备、电子电气、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步,高分子复合材料的研究和应用将会得到进一步的推广和发展,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
高分子纳米复合材料
高分子纳米复合材料是一种由高分子材料与纳米材料混合而成的新型材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
在高分子基体中加入纳米填料,可以显著改善高分子材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等,使其具有更广泛的应用领域。
首先,高分子纳米复合材料在力学性能上表现出色。
由于纳米填料的加入,高分子基体的强度、刚度和韧性得到了显著提高。
例如,碳纳米管、纳米粒子等纳米填料的加入可以大大增强高分子材料的拉伸强度和弯曲强度,提高其耐磨性和耐疲劳性,使其在工程结构材料中得到广泛应用。
其次,高分子纳米复合材料在热学性能上也有显著的改进。
纳米填料的加入可以有效提高高分子材料的热稳定性和热导率,使其在高温环境下仍能保持良好的性能。
例如,氧化铝纳米粒子的加入可以显著提高高分子材料的热导率,使其在电子器件散热材料中得到广泛应用。
此外,高分子纳米复合材料在电学性能和光学性能上也表现出色。
纳米填料的加入可以提高高分子材料的导电性能和光学透明性,使其在电子器件、光学器件等领域有着广泛的应用前景。
例如,碳纳米管的加入可以显著提高高分子材料的导电性能,使其在导电材料中得到广泛应用。
总的来说,高分子纳米复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景,其在力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等方面都有显著的改进。
随着纳米技术的不断发展,高分子纳米复合材料必将在材料领域中发挥越来越重要的作用,为各个领域的发展提供更加优异的材料支撑。
高分子复合材料的生产工艺与性能测试高分子复合材料是由两种或多种以上的材料通过一定的物理或化学方法组合而成的材料,其获得了优异的性能,比如高强度、高刚度、防腐性、抗冲击性等,广泛应用在各行各业中。
本文将从生产工艺和性能测试两方面详细介绍高分子复合材料的特点和应用。
一、高分子复合材料的生产工艺高分子复合材料的生产工艺主要分为两种:物理混合和化学反应。
物理混合是将两种或多种材料直接混合,形成复合材料。
化学反应是指两种或多种原料经过化学反应后,形成新的复合材料。
1. 物理混合物理混合法是把两种或多种塑料进行混合,使用机械液体混合机械设备将材料进行混合,使它们充分融合。
在物理混合过程中,通常会在材料中添加一些添加剂,比如增塑剂、着色剂、阻燃剂等,以满足不同的要求。
2. 化学反应化学反应可以产生更为稳定的化学结构,并且具有更高的强度,更好的抗氧化和抗皱化能力。
一般来说,化学反应生产的复合材料需要一定的时间来完成化学反应,并且需要一定的工艺水平才能成功。
在实际生产中,化学反应生产的复合材料具有更高的成本和工艺要求,通常应用于高端产品的生产中。
而物理混合生产的复合材料则可以广泛应用于各个领域,从建筑材料到包装产品。
无论哪种生产方法,都需要一定的工艺技能和质量控制步骤。
二、高分子复合材料的性能测试高分子复合材料的性能测试通常包括物理性能、化学性质、热学性质、力学性能等多个方面。
1. 物理性能物理性能测试通常包括密度、吸水率、线膨胀系数、温度变化系数、热线缩合系数等。
密度是指材料重量与材料体积之比,吸水率是指材料吸收水分后重量变化率。
线膨胀系数是材料的热膨胀与温度之间的关系,温度变化系数是材料热输出与温度变化之间的关系,热线缩合系数是材料在高温环境下的热收缩程度。
2. 化学性质化学性质测试通常包括化学稳定性、耐酸碱性、耐溶解性等指标,这些指标可以反映出材料的化学反应与其他物质的化学反应程度。
3. 热学性质热学性质指的是材料在高温环境下的稳定性、燃烧性、热传导性等。
碳化硅粉体在高分子复合材料中的应用摘要:关键词:1 纳米碳化硅粉体1.1 基本结构SiC具有α和β两种晶型。
β-Sic的晶体结构是立方晶系,Si和C分别组成面心立方晶格,Si—C的原子间距为0.1888nm,α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体在工业上应用最为广泛。
在6H-SiC中,Si与C交替成层状堆积,Si层间或C 层间的距离为0.25nm,Si-C的原子间距约为0.19nm。
在SiC的两种晶型之间存在一定的热稳定性关系。
温度低于1600℃时,SiC以β-SiC 存在;温度高于1600℃时,β-SiC通过再结晶缓慢转变成α-SiC的各种型体(4H、6H和15R等)。
4H-SiC在2000℃左右容易生成;而15R和6H多型体均需在2100℃以上才能生成,但15R的热稳定性比6H多型体差,对于6H-SiC,即使温度超过2200℃也非常稳定。
1.2 性能特点本产品纯度高、粒径小、分布均匀,比表面积大、高表面活性,松装密度低,具有极好的力学、热学、电学和化学性能,如下:1、硬度高,弹性模量大,具有良好的自润滑性,是首先的材料耐磨添加剂;2、热胀系数低,导热系数高,同时具有很好的吸波特性;3、SiC是第三代半导体材料的核心之一,具有很多优点,如带隙宽、热导率高、电子饱和漂移速率大、化学稳定性好等,非常适于制作高温、高频、抗辐射、大功率和高密度集成的电子器件;4、化学稳定性高,纯的SiC不会被HC1、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液所侵蚀,但在空气中加热时会发生氧化反应。
1.3 主要用途1、改性高强度尼龙材料:纳米SiC粉体颗粒在高分子复合材料中相容性好,分散度好,基本结合性好,改性后尼龙合金抗拉强度提高,耐磨性能提高。
该材料主要用于装甲履带车辆高分子配件、汽车转向部件,纺织机械,矿山机械衬板等部位。
2、改性特种工程塑料聚醚醚酮(PEEK)耐磨性能:用偶联剂进行表面处理后的纳米碳化硅,在添加量为5%~10%时,可大大改善和提高PEEK的耐磨性。
(用微米级碳化硅填充PEEK 的磨损方式以梨削和磨粒磨损为主,而用纳米级碳化硅填充PEEK的磨损方式以轻微的粘着转移磨损为主。
)3、纳米碳化硅在橡胶轮胎中的应用:添加一定量的纳米碳化硅在不改变原胶配方前提下进行改性处理,在不降低其原有性能和质量的条件下,耐磨性可提高15%~30%。
另外,纳米碳化硅还应用在橡胶胶辊、打印机定影膜等耐磨损、高散热性、耐高温等橡胶产品中。
4、金属表面纳米SiC复合镀层:采用纳米级微粒第二项混合颗粒,镍为基质金属,在金属表面形成高致密度,结合力非常好的电沉积复合镀层,其金属表面具有超硬(耐磨)和减磨(自润滑)耐高温的特点。
其复合镀层显微硬度大幅度提高,耐磨性提高2-5倍;使用寿命提高2-5倍;镀层与基体的结合力提高30-40%,覆盖能力强,镀层均匀、平滑、细致。
5、纳米碳化硅粉体在聚四氟乙烯树脂里添加百分之一时,就可以大辐增加聚四氟乙烯加工成型后的耐磨损能力。
6、其他应用:高性能结构陶瓷(如火箭喷嘴、核工业等)、吸波材料、抗磨润滑油脂、高性能刹车片、高硬度耐磨粉末涂料、复合陶瓷增强增韧等。
SiC陶瓷具有硬度高、高温强度大、抗蠕变性能好、耐化学腐蚀、抗氧化性能好、热膨胀系数小及高热导率等优异性能,是一种在高温和高能条件下极具应用前景的材料。
SiC用于制备金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料,已经表现出优异的性能。
此外,SiC在隐身吸波材料方面也有重要的应用。
本文综述了SiC在高分子聚合物中的应用。
2 碳化硅粉体改性高分子复合材料2.1 SiC填充改性高分子复合材料用无机物质填充改性有机高分子材料所制备的聚合物基复合材料是一类新型材料,在性能(如耐磨性)提高的同时,还表现出一些新的性能(如吸波性能)。
特别是对纳米无机填料改性高分子材料所制备的复合材料而言,在填料和基体之间形成了松散材料体积分数更大的界面层,所以在填料含量非常低的条件下就可以对材料的性能产生很大影响。
这种特性尤其有利于提高热固性树脂基复合材料的耐磨性。
纪秋龙等用纳米SiC对环氧树脂进行了填充改性并对改性后复合材料的摩擦学性能进行了研究。
由于纳米SiC与环氧树脂之间相容性较差,他们先对纳米SiC进行了表面大分子接枝预处理,在其表面引人聚丙烯酞胺,一方面改善了纳米SiC在环氧树脂基体中的分散性;另一方面也通过引人的酞胺基团与环氧树脂反应,通过化学键紧密联结起来,从而更有效地发挥纳米SiC的作用。
结果表明,经纳米SiC 填充的复合材料的耐磨性比未改性的环氧树脂提高了近4倍,摩擦系数降低了36%。
Nathaniel chishohn等系统地研究了不同含量(1.5%~3.0%,质量分数,下同)的纳米SiC填充环氧树脂后树脂性能的变化,结果发现,经1.5%的纳米SiC填充改性后,树脂的力学性能比纯树脂的有明显提高,拉伸模量提高了44.9%,拉伸强度提高了15.8%。
还有人将粒径为10nm和30nm的微晶SiC掺人聚乙烯基咔唑和香豆素的共混物中,并测量了得到的复合材料的线性电致发光效应。
在掺人了纳米微晶SiC后,无论在静态区域还是在光引发区域,测定线性电致发光效应系数的响应都明显增大。
但相对于静态区域而言,光引发区域的线性电致发光效应系数要更大一些。
在这种客体一主体材料中,纳米微晶SiC与其周围聚合物之间的界面层在电致发光效应中起主导作用。
虽然估算出来的线性电致发光效应系数比已知的无机电致发光晶体低,但是在复合材料的均一区域上所得到的测量值却大得多。
李家俊等研究了SiC纤维体积含量小于2%的环氧树脂/碳化硅纤维复合吸波材料不同排布的吸波性能。
结果表明,碳化硅纤维吸波性能与纤维的排布间距和纤维含量密切相关;正交排布试样的吸波效果总体上优于平行排布试样;在频率大于8 GHz、SiC纤维的间距为4mm如和SiC纤维含量为1600根/束时的正交排布方式下获得了-10 dB以下的反射衰减。
K.Kueseng和K.I.Jacoi先将纳米SiC分散在天然橡胶(NR)的聚合物溶液中,然后用蒸发干燥的方法除去溶剂、最终制得了橡胶纳米复合材料。
研究发现,SiC含量为1.5%的橡胶试样的断裂应变比硫化后的纯橡胶试样减少了20%;试样的初始模量随着SiC含量的增加而增大,在SiC含量为1.5%时达到最大值。
1.5%的SiC填充改性的NR的初始模量为1.44MPa极限强度为9MPa,断裂伸长率为64.8%。
而另有报道说40%的碳黑填充改性的NR的初始模量为1.6 MPa;极限强度为10.6MPa,断裂伸长率为434%。
3.2 聚合物包覆改性SiC粉体的表面包覆改性是指在原来单一组分的基元物质表面上均匀地引人1种或多种其他物质;以改变原来基元物质基本性质的方法。
它最终使由这些改性原料生产出的材料的性能得到提高,功能和用途得到扩大,同时也使材料制造和成型工艺得到进一步完善和发展。
表面包覆技术是制造此类刁刘刊斗的关键技术。
王苹等先用有机硅烷偶联剂对SiC粉体进行预处理,然后使甲基丙烯酸甲酯在引发剂作用下在SiC 粉体表面发生乳液聚合反应,对SiC粉体表面进行了聚电解质包覆改性价改性得到的复合材料粒子表面具有很强的疏水性,有些样品几乎完全不溶于水。
有研究表明,在SiC悬浮水溶液中,以FeCl3为氧化剂,聚吡咯可以发生氧化聚合反应包覆在SiC 粒子的表面,形成一种新型SiC/聚吡咯导电复合材料。
这种复合材料电导率的大小主要由聚毗咯在SiC表面的含量所决定。
聚吡咯为35%时复合材料的电导率约为2S/cm,与用向样的氧化剂在向样制备条件不制得的纯聚吡咯粉末的电导率在同一数量级范围内。
3.3 硅粒子注放改性聚合物离子注人聚合物表面改性是当前国际上极为关注的研究课题。
采用离子注人可以有效地改善聚合物表面物理和化学特性,例如提高其表面强度,增强抗磨损性,改善导电性和光学性能。
吴瑜光等采用离子注人的方法将Si离子注人到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中。
红外吸收测量结果表明了SiC和C颗粒的形成。
这些颗粒的形成增强了注入层表面强化效果,改善了PEF薄膜的表面导电性能。
PET薄膜的表面电阻率随着Si 离子注人量的增加而明显不降。
当Si离子的注人量为2x1017cm-2时,PET薄膜的表面电阻率小于7.9Ω·m。
表面硬度和弹性模量分别比未注入时提高了12.5倍和2.45倍。
此外,Si离子注人的薄膜表面划痕比未注入的划痕窄而浅,说明薄膜的表面抗磨损性能得到了极大的增强。
3.4 聚合物接技改性SiC超细粉体研磨粉碎后,在其新生表面产生一系列的变化,如孪晶、位错裂缝或杂质等缺陷,使粒子表面具有可以发生自由基反应的活性点,在适当的条件下,聚合物活胜单体可以在这些活性点上反应接枝于粒子表面,再引发聚合反应而得到包覆性固体颗粒。
在接枝共聚反应中,人们常常采用偶联剂(钛酸酯类、有机硅烷类、铝酸酯类及磷酸酯类)先对粉体进行预处理。
以有机硅烷类偶联剂为例,它是一种具有双亲结构基团的物质,它水解后可以和无机粉体表面的-OH反应、形成牢固的化学键;而经偶联剂处理后的粉体中因含有偶联剂的另一部分亲和性基团,也能产生活性中心,从而可以引发接枝共聚反应)。
一般来说,聚合物接枝改性也会对粒子产生表面包覆作用。
魏明坤等先将SiC粉体用偶联剂KH-550处理,然后再将已经处理过的SiC粉体和聚甲基丙烯酸甲酯发生接枝共聚反应。
结果表明,用聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性SiC粉体,掩盖了粉体原有的性质,有效地防止了粉体的团聚。
而用这种改性后的SiC粉体制备的料浆,Zeta电位增大,流动性变好,且在保证成型流动性的条件下,将浆料的固相含量从40%(体积分数)提高到了50%。
吉晓莉等研究发现,丙烯酰胺与经过偶联剂KH-550预处理的SiC粉体可以发生接枝共聚反应,并在粉体表面形成偶联剂和丙烯酞胺的双包覆层。
测试分析结果表明,偶联剂处理的SiC粉体经共聚反应后,透射电镜照片不但反映出粉体表面包覆上了一层有机物,还显示出这层有机物非常完整地覆盖了粉体原有的表面。
而红外吸收光谱则显示出偶联剂与粉体表面的羟基发生了反应,形成了第一包覆层;而丙烯酞胺与改性SiC的接枝共聚反应产物以及它自身的聚合产物聚丙烯酞胺则形成了第二包覆层。
正是这第二层包覆物质有效地改善了SiC粉体水基分散时的稳定性,同时也提高了粉体的分散性能。
为了克服纳米粒子在高分子材料中分散时容易团聚结块的缺点,Ron9 Min Zhi 等采用接枝共聚的方法在纳米SiC粒子表面引人了聚丙烯酞胺,并对改性粒子填充环氧树脂的摩擦性能进行了研究。
从未改性和接枝改性SiC粒子的扫描电镜照片中可以看出,未改性的SiC粒子的直径比厂家给出的大得多,这说明未改性的纳米粒子出现了严重的结块现象。