聚合物纳米复合材料

摘要： 静电电容器是能够储存电荷的元件,由两端的极板和中间的电介质材料组成,其能够储存的能量密度取决于电介质材料的介电性能。聚合物电介质材料由于超高的击穿强度、易加工且成本低廉已经被广泛应用,但较低的介电常数限制了其能量密度的提升。向传统的单层聚合物薄膜中引入高介电常数的纳米填料能够实现介电常数的提升,但会显著降低聚合物的耐压性能。近几年来,利用共挤出薄膜技术和静电纺丝等方法将聚合物薄膜加工成多层薄膜的工作取得了较大的进展,多层薄膜可以一定程度上解决复合薄膜介电常数和击穿场强的倒置关系的矛盾。基于相场模拟的结果证明了多层薄膜的优异性能,其在维持聚合物本身的高耐压性能的同时,还实现了介电常数的提升,改善了聚合物薄膜的可释放能量密度,相比于商用双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,多层薄膜的能量密度提升了200%甚至更高。本文总结了近几年通过设计多层结构提高复合电介质能量密度的研究进展,并重点探讨了复合材料中层间界面的结构设计及其对阻碍载流子传输的积极作用。

摘要： 本文报道了在低填充量(0.5~5wt%)下不同几何形状和表面化学性质的填料对聚乳酸(PLA)的影响,包括介孔二氧化硅、碳纳米管(CNT)、碳纳米管和粘土的混合物以及后两者的新混合颗粒。纳米复合材料制备最初的研究范围是结晶速率的提高(纯聚乳酸的结晶速率极慢)以及对结构-半结晶形态-分子迁移率关系的研究。为此,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、偏光光学显微镋(POM)和宽带介电光谱(BDS)等分析方法对其进行了评估。发现所有纳米填料均具有加速结晶的结晶位点。而二氧化硅比碳纳米管基填料的效果更强;此外,研究还发现,由于界面相互作用,PLA羰基扰动的减弱或增强(FTIR)相关联。与粘土/碳纳米管混合物相比,杂化粘土/碳纳米管和纯碳纳米管能更有效地提高结晶速率。尽管结晶速率提高了,但结晶度没有提高。POM记录了纳米复合材料中明显的半晶形态变化。在分子迁移率(DSC,BDS)方面,复合材料的段动力学(玻璃化转变,α弛豫)略有减速,协同性增加。总的来说,研究结果显示了影响段动力学的复杂现象,例如填料牵引力(FTIR,DSC)施加的约束和填料或晶体之间非晶态聚合物的空间约束效应,它们分别减缓和加速了动力学D BDS可以记录粘土引起的纳米复合材料中的另一种松弛,这种松弛表现出协同特性和相当高的强度,这很可能是由界面聚合物引起的。尽管缺乏对形貌的显微测量,但综合数据间接表明,在lwt%的颗粒负栽下,PLA基体中的分散最好,这与填料的类型无关。

摘要： 纳米二氧化硅(SiO2)颗粒以其高硬度、高比表面积、高稳定、价格合理等优势被广泛应用于复合材料的制备中,获得的SiO2/聚合物复合材料通常具有优良的机械性能、很好的热稳定性以及增强的光学和电性能.近年来,随着聚合诱导自组装(PISA)的提出与发展,研究者们基于PISA发展了多种制备不同形貌聚合物纳米粒子的简便方法,为制备SiO2/聚合物复合材料提供了新的思路.作者调研了近十年来基于PISA制备SiO2/聚合物复合材料的相关研究,按照SiO2与聚合物的结合作用和复合机理的不同,创新性地将SiO2/聚合物复合材料的制备分为物理包封法、化学接枝法、超分子作用法和原位生长法.本综述重点论述复合材料的合成方法、主要性能及用途,同时分析各种复合方法的优缺点并对制备方法的未来发展做出展望,以期为相关领域科研工作者提供更清晰的脉络和更丰富的启示.

摘要： 聚合物纳米复合材料具有非凡的功能性,作为解决环境问题的可持续材料而受到高度关注。其独特的物理化学性质、电子兼容性、高表面积与体积比、导电性、快速界面相互作用、易于合成、低成本和易于功能化突出了在水净化和能量存储中的应用。聚合物纳米复合材料的制备具有创新性,表现出纳米材料与复合材料聚合物的协同特性。然而,这些聚合物异质结在环境应用中的全面理解和实时应用还处于起步阶段。这篇综述简要介绍了环境纳米技术中的一些重要聚合物、聚合物界面的相互作用、典型的合成协议、材料表征,并专注于它们的生态应用,如吸附、污染物检测、光催化、膜、能量存储和消毒。本综述提供了有关特定应用的必要背景,并介绍了聚合物界面的最新进展,以了解其内在性能。

摘要： 短纤维结构对聚合物材料玻璃化转变温度及非线性力学具有非常重要的影响.本文利用粗粒化分子动力学方法研究了碳纳米管(CNTs)含量对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)玻璃化转变、扩散系数及非线性力学特性的影响.分子动力学模拟结果显示:短CNTs纤维的加入的确会改变PMMA体系的玻璃化转变温度,模拟结果与实验测量结果一致,而且随着CNTs含量的增加其对应的玻璃化转变温度也会随着增加.进一步分析扩散特性发现,CNTs加入PMMA对于体系扩散特性的改变主要发生在玻璃化温度以上,玻璃化温度以下结构对应的扩散系数差异非常的小.聚合物材料在服役过程中难免要遭受应力-应变的作用,而且其结构对应的模量和韧性成反比.基于此,本文通过非平衡分子动力学探究了短CNTs纤维添加PMMA复合材料的非线性力学特性.模拟结果显示:随着CNTs纤维的含量增加,其对应的屈服模量也在不断的增加,而且含有短CNTs纤维的体系还能够保持原来的韧性.因此,分子层面的理论研究策略可以为进一步的实验和加工提供理论指导.

摘要： 针对作用在聚合物刷上的键拉力研究表明作用在接枝基面上的力随着聚合物刷接枝密度的增大反而减小,然而尾端单体上的拉伸张力并没有消失.高分子的构象和动力学转变决定了其物性和多种多样的应用,而生物大分子蛋白质作为由二十种不同属性的氨基酸构成的序列,更是具有由其序列所决定的特别的三维自然结构.本文就聚合物刷、聚合物纳米复合材料、聚合物网络等几种高分子体系的构象与动力学过程,及蛋白质构象和其折叠与去折叠的动力学过程做了介绍.特别是蛋白质的折叠与去折叠速率在单分子操纵实验中受到拉力的调控,通过测量这种拉力依赖的动力学过程、蛋白质的自由能曲面和折叠去折叠路径可以得到系统全面的研究.本文以肌肉蛋白titin的免疫球蛋白结构域I27为例对蛋白质折叠研究进行了阐述.

摘要： 以低密度聚乙烯(LDPE)为聚合物基体,通过熔融共混的方式填充不同粒径的纳米SiO2无机颗粒,制备纳米SiO2/LDPE复合材料,研究提高聚乙烯电绝缘性能的纳米改性方法和机制.利用SEM表征纳米SiO2在LDPE基体中的微观形态和分散程度,采用DSC和偏光显微镜(PLM)分析纳米SiO2对LDPE基体结晶度和结晶形态的影响,通过热刺激电流法(TSC)分析纳米SiO2/LDPE复合材料的陷阱密度和陷阱能级,并结合电击穿的Weibull分布研究纳米复合材料的击穿机制.研究结果表明:纳米SiO2填充可以改变复合材料结晶度,进而增加LDPE基体本征结构缺陷和陷阱密度,同时填充纳米SiO2颗粒可引入比LDPE基体本征陷阱更深的陷阱能级,纳米SiO2填充颗粒引入的陷阱能级深度随着复合材料结晶度的增加而先增大后减小,填充浓度3w t％ 时可最有效地通过俘获载流子而抑制电击穿过程,纳米SiO2/LDPE复合材料的击穿场强达到最高值.与60 nm SiO2颗粒相比,30 nm SiO2填充颗粒具有更高的比表面积,界面电极化导致更高的介电常数,更高密度的纳米界面深陷阱态对于提高电击穿场强更有效.当填充浓度为5w t％ 时,纳米颗粒的团聚作用导致纳米复合材料的击穿强度降低.基于电双层理论提出了电子捕捉模型和界面结构模型,合理阐释了纳米SiO2/LDPE复合材料的微观陷阱特性及宏观电击穿机制.

摘要： 麦羟硅钠石(magadiite)是一种新型的层状纳米硅酸盐材料,由于其具有制备工艺简单、比表面积大、阳离子交换性能高、吸附性能强、层间膨胀性能好等优点,成为纳米材料提升聚合物性能最具有发展潜力的材料之一.本文主要综述了麦羟硅钠石/聚合物纳米复合材料的常用制备方法及其优缺点,包括聚合物插层法、单体原位插层聚合法、锚固插层聚合法.浅谈了国内外利用3种方法制备的基于聚苯乙烯、聚丙烯、环氧树脂、尼龙6、聚己内酯和聚甲基丙烯酸甲酯等多种聚合物的麦羟硅钠石/聚合物纳米复合材料,对在纳米复合材料结构中出现界面不相容、麦羟硅钠石分布不均匀的问题提出了解决方法,并阐述了麦羟硅钠石对纳米复合材料结构和性能的影响,最后展望了麦羟硅钠石/聚合物纳米复合材料的发展前景.%Magadiite is a new type of layered nano-silicate material, which has the advantages of large specific surface area, high cation exchange, strong adsorption and good inter-layer swelling performance.It has become one of the most promising potential for nano-material modified polymers. This article mainly summarized the common preparation methods of magadiite/polymer nanocomposites, including polymer intercalation, monomer in-situ intercalation polymerization and anchor intercalation polymerization. The magadiite/polymer nanocomposites prepared by three methods at home and abroad based on polystyrene, polypropylene, epoxy resin, nylon 6, polycaprolactone and polymethylmethacrylate were discussed. The solution to the incompatibility of the interface and the uneven distribution of magadiite in the nanocomposite structure was proposed, and the influence of magadiite on the structure and properties of the nanocomposite was explained. Finally, the outlook for the development of magadiite/polymer nanocomposites was presented.

摘要： 纳米复合材料出现以来,聚合物纳米复合材料作为功能材料表现出极大的潜力,添加纳米材料得到的阻燃复合材料作为新型的聚合物阻燃体系,可以更安全更有效解决聚合物的易燃性.本文综述了几种纳米材料对聚合物的阻燃性能的影响以及阻燃机理的研究.

摘要： 在使用石墨烯、碳纳米管(CNT)、炭黑等导电组分赋予聚合物导电性能的同时,通常会导致聚合物脆性,从而影响了导电纳米复合材料的实际应用.为了解决这一问题,通过将第二聚合物组分加入到聚合物/石墨烯、聚合物/CNT、聚合物/炭黑复合体系中,在增韧导电纳米复合材料的同时,降低体系的导电渗滤阈值.例如,尽管石墨烯显著提高了聚酰胺12的导电性能,所制备导电纳米复合材料的渗滤阈值只有0.3vol％,但是石墨烯纳米片层的加入明显降低了聚酰胺12的韧性.将马来酸酐接枝聚乙烯-辛烯橡胶(POE-g-MA)与聚酰胺12和石墨烯熔体复合,通过研究三组分的熔体复合次序,调控了石墨烯组分的分布.当石墨烯分布于聚酰胺12基体中时,三组分纳米复合材料的电导率明显高于聚酰胺12/石墨烯二组分纳米复合材料.类似地,将20wt％的POE-g-MA加入到聚酰胺12/CNT复合体系中,在增韧的同时,明显提高了纳米复合材料的导电性能.为了降低成本,以炭黑代替石墨烯和CNT,通过熔体复合制备了具有超高韧性和导电的聚酰胺6/炭黑/POE-g-MA纳米复合材料.由于炭黑选择性分布于聚酰胺6基体中,有利于在低炭黑含量下形成导电网络.在以上三种复合体系中,POE-g-MA橡胶起到了增韧和体积排除的双重作用.

摘要： 纳米微粒填充法是制备聚合物纳米复合材料的方法之一,但是由于纳米粒子的比表面积大,其表面活性高,易团聚.本文通过对纳米ZnO的表面改性处理,利用透射电子显微镜观察了其在聚丙烯中的分散情况,分析了纳米粒子分散的影响因素,并讨论了改进纳米粒子分散效果的方法.实验表明:溶液的pH值对ZnO纳米粒子的分散和团聚影响最大;溶剂的选择及溶液的浓度直接影响了ZnO纳米粒子的分散效果和分散效率;搅拌速度和分散温度决定了偶联剂在ZnO纳米粒子表面成膜的质量.

摘要： 综述了尼龙纳米复合材料的开发、市场、制备工艺、特性和提高材料阻隔性的机理，重点介绍了尼龙6纳米复合材料和MXD6尼龙纳米复合材料在阻隔性包装上应用，并提出了我国发展建议。

摘要： 综述了尼龙纳米复合材料的开发、市场、制备工艺、特性和提高材料阻隔性的机理，重点介绍了尼龙6纳米复合材料和MXD6尼龙纳米复合材料在阻隔性包装上应用，并提出了我国发展建议。

摘要： 综述了尼龙纳米复合材料的开发、市场、制备工艺、特性和提高材料阻隔性的机理，重点介绍了尼龙6纳米复合材料和MXD6尼龙纳米复合材料在阻隔性包装上应用，并提出了我国发展建议。

摘要： 综述了尼龙纳米复合材料的开发、市场、制备工艺、特性和提高材料阻隔性的机理，重点介绍了尼龙6纳米复合材料和MXD6尼龙纳米复合材料在阻隔性包装上应用，并提出了我国发展建议。

摘要： 综述了尼龙纳米复合材料的开发、市场、制备工艺、特性和提高材料阻隔性的机理，重点介绍了尼龙6纳米复合材料和MXD6尼龙纳米复合材料在阻隔性包装上应用，并提出了我国发展建议。

摘要： 本发明涉及聚合物-粘土纳米复合材料，其包含可熔融加工的基质聚合物和层状粘土材料，其具有降低的可萃取物质例如有机阳离子的可萃取盐水平。本发明还涉及制备聚合物-粘土纳米复合材料的方法，以及由纳米复合材料生产的制品或者产品。

摘要： 本发明提供了一种制备氯乙烯类聚合物复合材料的方法、氯乙烯类聚合物复合材料和包含该复合材料的氯乙烯类聚合物复合材料组合物，所述方法包括：进行氯乙烯类单体的本体聚合的第一步骤；和在本体聚合完成后回收未反应的氯乙烯类单体并获得氯乙烯类聚合物复合材料的第二步骤，其中，在第一步骤和第二步骤的至少一个步骤中添加聚乙烯醇，并且基于总共100重量份的氯乙烯类单体，以0.003重量份至0.500重量份的量添加聚乙烯醇。

摘要： 本发明提出一种聚合物复合材料，所述聚合物复合材料是用于含硫化合物的阻透物。此外提出聚合物复合材料的应用以及一种包含所述聚合物复合材料的光电子器件。

摘要： 本发明旨在提供一种包含熔体可加工基体聚合物和低石英含量层状粘土材料的聚合物－粘土纳米复合材料。本发明还旨在提供一种制备该聚合物－粘土纳米复合材料的方法以及由纳米复合材料生产的制品或产品。

摘要： 本发明涉及聚合物－粘土纳米复合材料，其包含可熔融加工的基质聚合物和层状粘土材料，其具有降低的可萃取物质例如有机阳离子的可萃取盐水平。本发明还涉及制备聚合物－粘土纳米复合材料的方法，以及由纳米复合材料生产的制品或者产品。

摘要： 纳米粒子在聚合物基体中高度取向的聚合物基纳米复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。该制备方法为在聚合物与纳米粒子通过熔融共混得到的聚合物纳米复合材料进行发泡过程中通过施加外力使该材料中泡孔沿单轴方向取向生长，在外力和泡孔生长双重诱导聚合物流动实现纳米粒子的高度取向，得到纳米粒子在聚合物基体中高度取向的聚合物纳米复合材料。本方法具有操作简便，条件温和，所制备的聚合物纳米复合材料中纳米粒子取向度高等优点。

摘要： 本发明涉及一种用于制备聚合物纳米复合材料母料的方法，包括步骤：a)将纳米填料分散在有机溶剂中；b)使有机溶剂中的纳米填料与表面功能化剂接触，以形成表面功能化的纳米填料悬浮液；c)将表面功能化的纳米填料悬浮液与聚合物溶液混合，以形成溶解的聚合物纳米复合材料母料悬浮液；d)使溶解的聚合物纳米复合材料母料悬浮液沉淀，以产生聚合物纳米复合材料母料的沉淀物；e)可选地，过滤并且干燥聚合物纳米复合材料母料的沉淀物，以形成聚合物纳米复合材料母料，以及一种以这种方式可获得的聚合物纳米复合材料母料，还涉及一种用于制备聚合物纳米复合材料的方法以及一种以这种方式可获得的聚合物纳米复合材料。

摘要： 通过选择其固体表面能与聚合物的固体表面能匹配的表面改性的填料，设计并制造聚合物复合材料和聚合物纳米复合材料，其中在该表面改性的填料上聚合物的接触角提高小于约5度。通过吸附具有或者单峰、双峰或者多峰尺寸分布的无定形聚合物表面活性剂，从而使填料表面改性。本发明的表面改性的填料在室温下显示出可测量的屈服应力和小于或等于约30,000Pa.s的粘度，且包括选自矿物、植物材料、动物材料、碳纤维、石墨、无定形碳、碳纳米管和玻璃纤维中的一种或更多种材料。本发明还提供制备聚合物纳米复合材料的方法，该方法包括通过在不存在外加溶剂、活化剂、边缘改性剂、相容剂或水溶助长剂的情况下，熔体配混各成分，在结晶或半晶聚合物内剥落无定形有机粘土。

摘要： 本发明涉及聚合物纳米复合材料，并且更特别地涉及包含原始PET(vPET)、消费后回收的PET(RPET)和纳米粘土的熔融混合物的聚合物纳米复合材料；用于制备所述聚合物纳米复合材料或聚合物纳米复合材料组合物的方法；以及其在制造膜或模制品(包括包装物、容器和纤维等)中的用途。

摘要： 纳米粒子在聚合物基体中高度取向的聚合物基纳米复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。该制备方法为在聚合物与纳米粒子通过熔融共混得到的聚合物纳米复合材料进行发泡过程中通过施加外力使该材料中泡孔沿单轴方向取向生长，在外力和泡孔生长双重诱导聚合物流动实现纳米粒子的高度取向，得到纳米粒子在聚合物基体中高度取向的聚合物纳米复合材料。本方法具有操作简便，条件温和，所制备的聚合物纳米复合材料中纳米粒子取向度高等优点。