納米技術在高分子材料改性中的作用范文

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《納米技術與精密工程》2017年第6期

摘要：隨著科學技術的快速發(fā)展，納米技術開始廣泛出現(xiàn)在各項新型產品的應用中，根據(jù)納米粒子的本質特性，其在高分子材料改性中得到了廣泛地應用，進而提高高分子材料產品的各項性能，本文就納米粒子的特點進行介紹并對納米技術在不同類型高分子材料改性中的應用進行研究，進而為納米技術的發(fā)展以及高分子材料的研究提供相應的依據(jù)。

關鍵詞：納米技術；高分子材料；改性

納米技術一詞的出現(xiàn)為我國我國科學技術的發(fā)展指出了一定的方向，同時也贏得了人們廣泛的關注，隨著人們對納米技術的不斷研究，人們越來越關注納米技術的具體應用，我國對納米材料的研究起始于陶瓷和金屬方面，通過不斷地努力在諸多方面也取得了相應的成就，隨著該項技術的不斷發(fā)展與完善，人們著手于將納米技術應用于高分子材料改性中的研究，即對高分子基納米復合材料的研究，就目前的研究現(xiàn)狀而言，常見的此類復合材料有三種，分別為納米塑料、納米橡膠和納米纖維。

一、納米粒子的特點

納米顆粒是一種結構微小且主要為原子或分子構成的粒子，處于原子簇與宏觀物體之間的過渡范圍，具有表面與界面效應，該顆粒的直徑范圍為1nm-100nm之間，肉眼可識別的范圍在微米等級，所以人眼根本無法觀察到納米粒子，屬于膠體粒子大小的范圍，納米材料的具體意義是指在三維空間里至少存在一維處于納米粒子直徑的范圍，根據(jù)我國的研究現(xiàn)狀表明，現(xiàn)階段納米材料已經在冶金、陶瓷以及航天方面得到了廣泛的研究和應用，根據(jù)其尺寸效應，當其周期性邊界受到一定的損壞時，在光、電、磁、以及熱力學等性能方面呈現(xiàn)出令人震驚的神奇現(xiàn)象，它既不屬于典型的微觀與不屬于典型的宏觀系統(tǒng)，所以納米粒子具有一些新奇的物理、化學特性，根據(jù)其諸多方面的性能特點，在高分子材料中恰當?shù)貞脮瓜鄳母叻肿有阅艿玫絻?yōu)化并增添其特殊的性能，性能方面得到不斷地提升，不斷加深我國高分子材料的研究層次，使納米技術所生產的產品的性能更加滿足我國科技發(fā)展的需求。

二、納米技術在高分子材料改性中的應用

（一）納米技術在塑料改性方面的應用

高分子塑料中應用納米材料，可以有效提高塑料的強度，使其原有的性能更加突出，同時根據(jù)納米粒子的大小為1nm-100nm,所以根據(jù)納米材料體積小的特點，可以在不改變其性能的同時減小塑料的厚度，根據(jù)納米材料強大的聚合力，使其強度得到優(yōu)化，同時使其透光性得到提高，在塑料改性方面應用納米材料可以有效改善塑料的強度以及透光程度，讓用戶在使用中更加放心。隨著人們對塑料產品要求的不斷提高，增強塑料的韌性，降低其斷裂成為塑料產品制作過程中的重點，通過其它技術研究生產的塑料制品的韌性都不能得到有效地提高，由于納米本身就具有較強的活性，以及應力場效應的存在，且納米粒子還具有表面效應，所以在塑料改性的應用中有效解決了提高塑料韌性的問題；同時在其他方面，在塑料改性中應用納米技術還可以有效降低塑料的靜電，我們在使用塑料袋的過程中可以發(fā)現(xiàn)，由于靜電作用，其總是會吸附在某些表面，所以在改性技術中加入納米氧化鋅，不但不會影響塑料的其它性能，還能有效改善塑料的靜電情況。

（二）納米技術在橡膠改性方面的應用

在橡膠工業(yè)的生產過程中已知在為提高產品的耐磨性以及強度而不斷努力，納米技術的在橡膠改性方面取得了較為突出的成果，在生產過程中，將炭黑納米融入橡膠中，根據(jù)納米粒子的量子效應以及小尺寸的特點，可以有效改善其原擁有的性能，在應用的過程中納米粒子是扮演著補強的角色填充到橡膠中的，一般情況下橡膠以黑色為主，如果要生產其它顏色的橡膠產品，則需要改變注入的納米粒子，將炭黑納米粒子改為白色納米粒子，這樣還能提高橡膠的著色，使所生產的產品色彩更加鮮艷，雖然應用納米技術可以有效改善塑料的性能，但是在納米技術應用的過程中要有著嚴格的要求，否則不但會達不到改性的效果還會降低其原有的性能，納米粒子在注入橡膠中時，要嚴格控制所注入的納米粒子的大小，根據(jù)實驗表明，當所注入的相應納米粒子尺寸越小時，以上所提到的性能在改性中就會越好，隨著納米粒子尺寸的增大，則耐磨性以及強度會變差；在納米技術的應用過程中根據(jù)氧化硅的鏈接結構特點，可以延長橡膠材料的使用壽命，使橡膠改性中的抗衰老的性能得到有效的改善，在陽光下能夠對紫外線起到反射的效果，降低紫外線對橡膠的傷害，不會出現(xiàn)斷裂及裂痕，為了不斷提高橡膠的強度，以及耐磨程度，在橡膠產品的生產過程中應用納米技術，根據(jù)不同納米材料所具備的特性來優(yōu)化橡膠的性能，使橡膠的改性得到較為突出的效果，為我國橡膠工業(yè)的發(fā)展提供強有力的推動。

（三）納米技術在纖維改性方面的應用

醫(yī)院、實驗室等場所對于纖維產品的要求為抗菌性能要好，在抗菌纖維產品的制作過程中應用納米技術，將具有抗菌性能的納米粒子通過納米技術填充到相應的纖維產品中，由于其可以破壞細菌的活性，使所生產的手術服、實驗服等具有良好的抗菌性能；根據(jù)二氧化硅的吸附性能，將納米二氧化硅應用于纖維的改性方面，添加到化學纖維中可以有效提高產品凈化水的功能，應用于聚酯纖維中可以使所生產的產品具有較強的除臭性能；同時根據(jù)遠紅外納米的特性其具有較強的發(fā)射率，在高分子纖維改性的過程中加入該項技術，可以通過吸收遠紅外線而加強血液的循環(huán)，在軍用服裝的生產過程中應用該項技術由于它對電磁波的吸收有很好地效果，同時也可以促進起到較強的保溫保暖效果，在高分子纖維的改性方面應用納米技術可以有效改善纖維產品的各種性能，根據(jù)纖維產品具體的性能要求，同過納米技術不斷推進高分子纖維研究的發(fā)展。

三、總結

納米技術的快速發(fā)展已經應用于我國很多行業(yè)的發(fā)展中，作為一種新型的科學技術，在高分子材料的改性中得到了適當?shù)膽茫怯捎谶@項納米技術的發(fā)展時間并不長，所以在實際的應用于操作中還具有一定的難度，現(xiàn)階段針對納米技術在高分子塑料、橡膠以及纖維中的研究，進行不斷地擴展，在應用的過程中嚴格控制所用納米粒子的大小，通過不斷地嘗試來生產出性能更加完善的產品，同時將納米技術應用于高分子材料的不同層面上，使納米技術在高分子材料的改性中發(fā)揮更加強大的作用，進而推動并促進我國高分子材料的不斷發(fā)展。

參考文獻:

[1]李杰峰.淺談納米技術在高分子材料改性中的應用[J].化工管理,2017,(13):22-26.

[2]鄒興宇,張星濤,趙鵬波.納米技術在高分子材料改性中的應用[J].四川水泥,2017,(41):34-37.

作者：陳穎賢 單位：深圳大學