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1、聚合物纳米复合材料前言自上世纪80年代以来,聚合物/无机纳米复合材料开始引起人们的极大关注，由于纳米粒子具有相当大的比表面,纳米材料加入高聚物中,使得纳米粒子和聚合物之间产生非常强的界面相互作用,可使聚合物的性能得到很大的提高,且表现出许多不同于一般宏观复合材料的力学、热学、电磁和光学性能,为聚合物的改性开辟了一个新的领域,也为设计和制备高性能多功能的聚合物/无机纳米复合材料提供了新的机遇。聚合物/无机纳米复合材料可以把无机材料的强度、模量、尺寸稳定性以及光电性能与高分子材料的韧性、可加工性和介电性质更巧妙地结合起来，它对聚合物产业的发
2、展必将产生重大而深远的影响。PolymernanocompositeCombinationofapolymermatrixandfillersthathaveatleastonedimension(i.e.length,width,orthickness)inthenanometersizerange.One-dimensional:“nanoplate”(clayplatelet)Two-dimensional:“nanofiber”(nanotube)Three-dimensional:“sphericalnanoparticle”
3、(metaloxides)聚合物纳米复合材料是以有机聚合物为基材(matrix)，无机纳米填料(inorganicnanofiller)为分散相的有机—无机纳米复合材料，由于纳米无机分散相巨大的比表面和有机—无机相的强界面，聚合物纳米复合材料又称为有机—无机杂化材料。organic-inorganichybridmaterialPolymermatrix聚合物基体Nanofillerscarbonnanotubes碳纳米管layeredsilicates层状硅酸盐(clay粘土）metallicnanoparticles金属纳米粒子ot
4、hers聚合物/无机纳米复合材料分类聚合物/无机物纳米复合材料以无机物在聚合物中的分散相形态和尺寸为依据可分为三种：LayeredsilicatesMetallicnanoparticlescarbonnanotubes1micron碳纳米管多壁碳纳米管单壁碳纳米管碳纳米管是由多个碳原子六方点阵的同轴圆柱面套构而成的空心小管，其中石墨层可以因卷曲方式不同而具有手性。碳纳米管的直径一般为几纳米至几十纳米，长度为几至几十微米。碳纳米管可以因直径或手性的不同而呈现很好的金属导电性或半导体性。聚合物－粘土纳米复合材料的定义纳米复合材料–由两种或
5、以上材料组成，其中至少一种具有纳米纳米尺寸。与组成材料相比，表现出高的化学、光学、物理和力学性能。多种材料组合方式有机+有机有机+无机无机+无机纳米粒子或纳米线或纳米管+基体材料纳米是什么？1纳米=10-9米或十亿分之一尺度在100nm到0.1nm之间的材料金属，陶瓷，聚合物或复合材料1纳米跨3-5个原子的距离人类头发比纳米材料尺寸大5个数量级具有历史意义的聚合物－纳米复合材料文献US2,531,396(1950):NationalLead——有机蒙脱土纳米复合材料的首次报道US3,084,117(1963):UnionOilCompa
6、ny——报道了许多制备纳米复合材料的技术，包括熔融插层、母料共混和用普通溶剂进行插层改性JP10,998(1976):Unitika——原位法制备聚酰胺纳米复合材料的首次报道。US4,739,007(1988):Toyota——强调了纳米复合材料在学术和工业上的潜力。US5,747,560(1998):AlliedSignal——采用质子化伯胺和仲胺处理的MMT通过熔融共混制备纳米复合材料粉体材料的粒级划分超细粉体材料：平均粒径在1-10微米亚超细（或亚微米）粉体：平均粒径在1-0.1微米纳米粉体材料：平均粒径在1-100纳米纳米复合材
7、料非聚合物纳米复合材料金属/金属金属/陶瓷陶瓷/陶瓷聚合物纳米复合材料聚合物/无机纳米复合材料聚合物/聚合物纳米复合材料聚合物基无机物基分子复合原位复合微纤/基体Classificationofnanocomposite纳米复合材料的分类层状硅酸盐的结构－晶体结构片层的厚度约为1nm；片层具有很大的径厚比，一般为100-1500；片层具有比一般高聚物大得多的分子量，约为1.3×108，这一特征常被忽视。层状硅酸盐的结构－晶体结构粘土的XRD图反映了晶体结构的两类信息。第一类是基础00l反射峰，取决于层间离子的种类和粘土的水合状态，没有固
8、定的数值第二类是二维hk衍射带，是蒙脱土片层自身的结构特征，与基础间距无关层状硅酸盐的结构－结构层次层状硅酸盐的结构－形态10microns主要粘土矿物的特征1.高岭石族：包括高岭石、地开石、珍珠陶土三种，
