纳米复合材料研究进展

针对聚合物基纳米复合材料的某些热点和重点问题进行了总结和评述, 并讨论了碳纳米管、石墨烯及纳米增强界面等以增强为主的纳米复合材料的研究状况和存在的问题; 系统地评述了纳米纸复合材料、光电纳米功能复合材料以及纳米智能复合材料等以改善功能为主的纳米功能复合材料的研究动态.     

聚合物/蒙脱土纳米复合材料研究进展

简要概述了聚合物/蒙脱土纳米复合材料的结构及性能和蒙脱土的有机改性机理,详细介绍了对聚烯烃/蒙脱土、聚苯乙烯/蒙脱土和橡胶/蒙脱土纳米复合材料的研究进展.对各种制备方法进行了分析比较,指出了对聚合物进行接枝改性,提高其与有机蒙脱土的相容性是制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的关键.     

聚合物/层状粘土纳米复合材料的制备、结构与性能

聚合物／层状粘土纳米复合材料是近十几年的研究热点。与传统颗粒增强或纤维增强聚合物基复合材料相比，含有2％～5％质量分数的粘土就使复合材料的模量和热变形温度显著提高，强度提高，并具有良好的阻燃性、防气体透过性以及电、磁、光学方面的特性，同时保持了聚合物材料质轻、透明和良好的流动性。介绍了聚合物／层状粘土纳米复合材料的制备方法、结构和性能，认为今后聚合物／层状粘土纳米复合材料在众多领域将会有可观的应用前景。     

聚苯胺-聚合物纳米复合材料的制备及应用

聚苯胺-聚合物纳米复合材料的制备方法可分为原位聚合法和机械共混法两大类.聚苯胺-聚合物纳米复合材料在透明导电薄膜、防静电涂料、导电纤维、电磁屏蔽、有机电致发光器件等领域有着广阔的应用前景.     

Enhancement of the thermal and mechanical properties of polyurethane/ polyvinyl chloride blend by loading single walled carbon nanotubes

Structural, thermal, and mechanical properties of pure blend and nanocomposites based on polyurethane (PU) and polyvinyl chloride (PVC) doped with low different content of single walled-carbon nanotubes (SWCNTs) were studied. The nanocomposites at different concentration were prepared via casting technique. The interaction between PU/PVC and CNTs were examined via FT-IR studies. The changes in the structures of the nanocomposites were examined using X- Ray Diffraction (XRD), and the results indicated that the amorphous domains of nanocomposites increased with increasing SWCNTs content. Transmission electron microscope (TEM) observation indicated that SWCNTs surface was wrapped with the polymer with the thermal properties of nanocomposites improved. The mechanical behavior of the nanocomposites was evaluated as a function of SWCNTs content. The main enhancement in tensile properties was observed, e.g., the tensile strength and elastic modulus increased compared with the pure blend, which may be attributed to the interaction and adhesion between CNTs and the polymer matrices due to the hydrogen bonding between carbonyl groups (C=O) of polymer blend chains and carboxylic acid (COOH) groups of CNTs.     

石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

 石墨烯是由单层碳原子通过共价键结合形成的二维片层状结构,是一种新型碳类纳米材料,具有优异的力学、电学和热学等性能,被认为是一种非常有前景的材料,近年来广泛用于改性各种聚合物。本文回顾了石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法、性能和应用现状;综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的强度、刚度、韧性、电学和热学等性能的研究进展。主要内容包括石墨烯改性聚合物常见的3种制备方法(溶液共混、熔融共混和原位聚合)及其对石墨烯在聚合物基体中分散性的影响,石墨烯/聚合物纳米复合材料力学性能变化规律与作用机理,石墨烯微观结构等因素对材料热学性能以及导电阈值的影响等;讨论了石墨烯/聚合物纳米复合材料的潜在应用和面临的挑战和机遇,并展望了其低成本产业化的发展前景。     

聚合物/层状无机物纳米复合材料研究进展

从聚合物/层状无机物纳米复合材料的类型和制备方法、结构与性能表征等方面,总结了聚合物/层状无机物纳米复合材料的研究进展.利用插层复合原理制备各种聚合物/层状无机物纳米复合材料,赋予材料独特的结构,更优异的力学,热学,电、磁和光学及其气体阻隔性能,具有重要的科学意义和应用前景.     

阻燃聚合物/无机物纳米复合材料的若干前沿问题探讨

简要介绍了近年来阻燃聚合物/无机物纳米复合材料研究的进展,分析了当前阻燃聚合物/无机物纳米复合材料基础研究和应用中存在的问题,展望阻燃聚合物/无机物纳米复合材料研究的发展趋势,并讨论了若干阻燃聚合物纳米复合材料的前沿问题.     

计算机模拟聚合物纳米复合材料导电导热的研究进展

总结了作者课题组采用分子动力学模拟方法,在聚合物纳米复合材料导电导热方面取得的研究进展。研究结果表明,高的聚合物导电填料相互作用能、中等的分子链功能化改性度、中等的导电填料表面接枝分子链数目、中等的本体交联密度以及中等比率的聚合物共混有利于导电填料网络的形成,进而得到高的材料电导率。另外,外加剪切场和电场会显著地致使导电填料沿着外场方向取向,进而获得导电各向异性材料。当外加剪切场和电场撤去后,导电网络会逐渐地回复到初始值,这个回复过程可以用一个模型来描绘。对于导热性能,聚合物填料界面热导率与填料接枝密度成正比;随着接枝长度的增加,聚合物填料界面热导率先上升后逐渐趋于恒定;然而填料热导率随着接枝密度的上升而显著下降,最终在中等接枝密度下材料的热导率达到最大值。此外,填料间热阻可以用一个热环流模型来描绘。最后,分子链接枝填料末端会显著提高材料的热导率。这些基础问题的探讨将为制备高导电高导热的聚合物纳米复合材料提供重要的科学依据与理论指导。     

聚酰亚胺/硅石-钛酸钡纳米复合材料的制备与表征

通过分散聚合法成功地制备了聚酰亚胺/硅石-钛酸钡纳米复合粒子,采用FT-IR、XRD、TEM分析手段研究了复合粒子的结构、形貌及其大小.结果表明,硅石包覆钛酸钡粒子的表面有一层浅色的聚合物,该聚合物包覆层的厚度约为10 nm,并且粒子在外观上基本呈球形或近似球形;同时在包覆过程中BaTiO3纳米粒子的晶体结构稳定,有机相与无机相之间是通过化学键键连.     

PET/蒙脱土纳米共混体系的结构与可纺性研究

采用熔融插层法制备了聚对苯二甲酸乙二酯（PET）／蒙脱土（MMT）纳米复合材料，用广角X-射线衍射（WAXD）、透射电镜（TEM）等方法对其结构和形态进行了研究，并对PFT／蒙脱土纳米共混体系的可纺性、纺丝条件等进行了讨论。结果表明，通过提高共混的剪切效果和引入离子间相互作用可以有效地促进蒙脱土在PET基体中的插层和分散，制备出部分剥离的PFT／蒙脱土纳米复合材料，该材料具有良好的可纺性。     

金属-染料包覆共掺杂复合物的制备与热学特性

提出了一种基于包覆共掺杂结构金属纳米粒子偶氮染料复合物(MNPADC) 合成的新方法,可使偶氮染料甲基橙定向吸附于球形金属银纳米粒子表面形成染料对纳米粒子的包覆结构,再将具有该结构的掺杂剂掺于聚合物基质聚乙烯醇中,制备出MNPADC复合材料薄膜.紫外可见吸收光谱表明,该材料在波长为400~450 nm的波段具有良好的光吸收特性.热质量分析发现,其热学特性更适合于光存储的要求.实验结果表明,该材料的设计方法为改善有机光存储介质材料的热学性能提供了简便而有效的途径.     

Self-assembly of mesoscopically ordered chromatic polydiacetylene/silica nanocomposites

Nature abounds with intricate composite architectures composed of hard and soft materials synergistically intertwined to provide both useful functionality and mechanical integrity. Recent synthetic efforts to mimic such natural designs have focused on nanocomposites, prepared mainly by slow procedures like monomer or polymer infiltration of inorganic nanostructures or sequential deposition. Here we report the self-assembly of conjugated polymer/silica nanocomposite films with hexagonal, cubic or lamellar mesoscopic order using polymerizable amphiphilic diacetylene molecules as both structure-directing agents and monomers. The self-assembly procedure is rapid and incorporates the organic monomers uniformly within a highly ordered, inorganic environment. Polymerization results in polydiacetylene/silica nanocomposites that are optically transparent and mechanically robust. Compared to ordered diacetylene-containing films prepared as Langmuir monolayers or by Langmuir-Blodgett deposition, the nanostructured inorganic host alters the diacetylene polymerization behaviour, and the resulting nanocomposite exhibits unusual chromatic changes in response to thermal, mechanical and chemical stimuli. The inorganic framework serves to protect, stabilize, and orient the polymer, and to mediate its function. The nanocomposite architecture also provides sufficient mechanical integrity to enable integration into devices and microsystems.     

苯丙乳液/蒙脱土纳米复合材料性能研究进展

苯乙烯-丙烯酸酯乳液具有良好的性能和应用领域,蒙脱土为层状硅酸盐矿物,具有较大的长径比,应用于聚合物的改性具有优良的性能.综述蒙脱土改性苯丙乳液的研究进展,从力学性能、耐热性能、阻隔性能、耐腐蚀性能等方面阐述苯乙烯-丙烯酸酯/蒙脱土复合乳液的优点.     

智能聚合物包覆型纳米氧化铁的催化性能

针对非均相Fenton反应效率偏低及pH值适应范围窄的问题,设计以智能聚合物调节纳米铁氧化物表面性能.通过原位共沉淀法合成纳米四氧化三铁,并将其表面健合的羧甲基纤维素钠与单体丙烯酸接枝共聚生成具有pH值响应性能的环境敏感聚合物来包覆氧化铁,形成复合纳米颗粒(PAA-co-CMCNa/Fe3O4),研究了复合材料的催化性能.结果表明:pH值在3~7的宽范围内,该复合纳米材料均可在30,min内将210,mg/L的苯酚完全去除,催化降解苯酚的矿化率高达75%,并显示良好的稳定性和重复使用性能,这是由于聚合物层在该范围内的选择性溶胀既有助于纳米磁性材料的分散稳定,又能改善界面传质,从而促进非均相催化反应.     

原位聚合法制备聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料及其性能

通过原位聚合的方法制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/蒙脱土(MMT)复合材料.TEM分析表明蒙脱土片层是以纳米尺度分散在聚合物基体中,形成了纳米复合材料.热学和力学性能测试表明,与纯的PPC相比,含蒙脱土的聚合物纳米复合材料的热学和力学性能举得到明显改善,尤其是材料的拉伸强度得到大幅度提高.     

Lyocell纤丝及其可生物分解的纳米复合材料研究

可生物分解的纳米复合材料是新一代材料,微米和纳米级纤维素纤丝具有环保性和潜在的低密度及高强度,可用来制造能生物分解的纳米复合材料.为了描述用一种新的机械方法从Lyocell纤维中分离出的纤丝的特性,以及探索这种纤丝能否增强生物分解的聚合物,笔者用偏振光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了纤丝的几何特性,用宽角X光衍射法(WAXD)分析了其结晶度,纤维的纤丝化程度用水分保持值(WRV)进行了评价;纤丝增强的聚乳酸(PLA)纳米生物复合材料由模压法制备,用拉伸试验来检测其力学强度,采用SEM来观察其断面特性.结果表明:纤丝提高了PLA的弹性模量和拉伸强度,但纤丝和聚合物基质之间的结合强度很弱.     

Au—聚丙烯酰胺纳米复合物紫外辐照法的制备及表征

在紫外辐照法制备Au-聚丙烯酰胺（PAM）纳米复合物过程中,HAuCl4的光还原和丙烯酰胺（AM）单体的聚合反应同步进行,使得生成的胶态Au纳米粒子均匀分散在聚丙烯酰胺基质中。实验发现金纳米的生成过程可促进AM聚合反应的进行,而PAM的生成则可有效地阻止初始形成的Au纳米粒子发生团聚,从而控制纳米复合物中Au纳米粒子粒径明显小于同样条件下没有AM存在时得到的Au纳米粒子粒径。进一步实验还表明,在紫外辐照法制备Au-PAM纳米复合物过程中的Au纳米粒子形成较快,且粒径大小不随紫外辐照时间而发生变化,仅受HAuCl4初始浓度的影响。该方法可广泛应用于各类金属－有机聚合物纳米复合材料的制备。     

Effective elastic moduli of polymer-layered silicate nanocomposites

Polymer-layered silicate (PLS) nanocomposites exhibit some mechanical properties that are much better than conventional polymer filled composites. A relatively low content of layered silicate yields a significant enhancement of material performance. After the volume fraction of clay reaches a relatively low “critical value”; however, further increasing does not show a greater stiffening effect. This phenomenon is contrary to previous micromechanical predictions and is not understood well. Based on the analysis on the microstructures of PLS nanocomposites, the present note provides an insight into the physical micromechanisms of the above unexpected phenomenon. The Mori-Tanaka scheme and a numerical method are employed to estimate the effective elastic moduli of such a composite.     

膨润土的改性研究新进展

对膨润土的提纯、活化、阳离子交换改型、有机膨润土和柱撑蒙脱石的制备等方面研究的新进展进行了较为详细的阐述；同时，对纳米蒙脱石／聚合物复合材料及膨润土催化剂的研究进展也作了较为详细的介绍。