Abstract: The p resent status of the research and technological development in the field of polymer nanocom2 posites p reparation are reviewed. The characteristic and lim itations of each p reparation method is analyzed. The dispersion characteristic of nanometer materials phase is emphatically in eroduced. According to the lim i2 tations of p resent nanocomposites p reparation methods, the future development of this filed is given, which u2 ses the general industrial method to p repare nanocomposites w ithout dispersant and other chem ic additives. An impersonality nanocomposites dispersed phase distributing evaluating standard that can p romote nanocomposite p reparation technology is established. Key words: nanocomposites; p reparation; aggregate
(哈尔滨工业大学 机电工程学院 ,黑龙江 哈尔滨 150001, E2mail: niepeng@ hit. edu. cn)
摘 要 : 概述了聚合物基纳米复合材料的制备方法及最新的研究进展 ,分析了各种方法的特点和存在的问
题. 着重介绍了各种制备方法得到的纳米复合材料中纳米分散相的分布表征. 针对现有制备方法的缺憾 ,提
2 聚合物基纳米复合材料的制备
211 插层复合法 插层复合法是目前制备聚合物基纳米复合材
第 5期
聂 鹏 ,等 :聚合物基纳米复合材料制备方法的研究进展
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寸通常远远超出纳米尺度 ,也就失去了纳米材 料的小尺寸效应.
另外由于范德华力 、静电引力和毛细管力等 较弱力的存在 ,也使纳米微粒形成超出纳米尺度 的微粒团 ,一般在几个 μm 到几百 μm 之间. 这种 团聚实际是一种相对松散的软团聚 [ 5 ] ,它在外力 作用下较容易被拆开.
第 37卷 第 5期 2 0 0 5年 5月
哈 尔 滨 No15
JOURNAL OF HARB IN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
May, 2005
聚合物基纳米复合材料制备方法的研究进展
聂 鹏 , 赵学增 , 陈 芳 , 王伟杰 , 吴 羡
纳米复合材料是近年来发展起来的新型材 料 ,被称为“21 世纪最有前途的材料 ”之一. 纳米 复合材料的概念最早是 1984年提出的 [ 1 ] ,它是指 分散相尺寸至少有一相的一维尺寸 < 100 nm 的 复合材料 [ 1 ] . 由于纳米粒子尺寸小 、比表面积大 , 以及所产生的量子效应和表面效应 ,使得纳米复 合材料较常规复合材料具有更优异的物理与力学 性能 ,在电 、磁 、光 、声 、热力学 、催化和生物等方面 呈现出其特有的性能 [ 2 ] . 因此 ,纳米复合材料的 制备已成为获得高性能复合材料的重要方法之 一 ,同时它也是纳米复合材料性能研究的基础.
纳米复合材料可分为非聚合物纳米复合材料 和聚合物纳米复合材料两大类 [ 3 ].
对于聚合物纳米复合材料中的聚合物基无 机纳米粒子复合材料 ,如何将无机材料在纳米 尺度上均 匀 分 散 于 有 机 高 分 子 材 料 基 体 中 形 成新型高性能 、多功能纳米复合材料已成为急 待解决的问题. 这需要同时控制纳米相的形成 以及与聚合物之间的相容性. 当材料处于纳米 尺度时 ,表面效应增强 ,位于表面的原子比例 远 >常规 材 料 . 由 于 极 大 的 比 表 面 积 、大 比 例 的表面 原 子 、原 子 配 位 不 足 以 及 极 高 的 表 面 能 ,使得纳米颗粒的表面原子具有极高的表面 活性 ,很容易与其他原子结合而导致团聚 ,形 成较大的纳米微粒团聚体 [4]. 这些团聚体的尺
Advances on polym er nanocom posites prepara tion
N IE Peng, ZHAO Xue2zeng, CHEN Fang, WANG W ei2jie, WU Xian
(School ofMechanical and Electrical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China, E2mail: niepeng@hit. edu. cn)
出在不添加其他化学试剂的基础上 ,直接将纳米粉物料添加到聚合物的基体中 ,制备成纳米复合材料 ;同时
制定一个定量分析纳米复合材料的分散标准 ,为聚合物基纳米复合材料的制备提供理论指导.
关键词 : 纳米复合材料 ; 制备 ; 团聚
中图分类号 : TB301
文献标识码 : A
文章编号 : 0367 - 6234 (2005) 05 - 0594 - 05
收稿日期 : 2003 - 06 - 24. 基金项目 : 哈尔滨工业大学跨学科交叉性研究 基金资 助项目
( H ITMD. 2001. 05) . 作者简介 : 聂 鹏 (1972 - ) ,男 ,博士研究生 ;
赵学增 (1961 - ) ,男 ,博士 ,教授 ,博士生导师.
1 纳米复合材料的分类