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分析纳米技术在高分子材料改性中的应用论文

时间:2018-09-04 材料毕业论文 我要投稿

  纳米粒子颗粒直径在1nm 到100nm 的微小粒子,主要是由原子或分子直接构成的。其具有许多微观粒子所不具备的特殊性能,包括在光学、磁学、电学等多方面的特性。在当前,纳米材料已被广泛应用至,冶金、航天与生物工程等多种行业领域当中并发挥了重要作用。将其填充到高分子材料中,可以为高分子材料提供相应的特殊功能,是当前实现高分子材料改性的重要措施。该技术的实现不仅实现了高分子材料性能优化,还扩宽了相应的改性理论。

  一、纳米技术在橡胶改性工作中应用

  在当前,纳米技术已被广泛应用至橡胶工业生产过程中。其主要是将碳黑纳米粒子添加进橡胶中,这样可以有效的实现橡胶强度增强,耐磨性能提升,同时也具有较好的抗老化功能。在实际应用过程中,应当对碳黑粒子的尺寸进行把控,否则也会对橡胶的性能造成一定的影响。例如橡胶耐磨性能就受到碳黑粒子尺寸的影响,当其尺寸保持越小,其耐磨性能优良,但是随着尺寸的逐渐增大,耐磨性能也会逐渐降低,尤其当尺寸超出纳米范围,该性能极差。另外,在利用纳米技术制造橡胶材料时,还可对橡胶进行颜色调整。在传统的橡胶制作过程中,大多是以纳米级的碳黑粒子来制作,颜色基本为黑色。但是,利用纳米技术也可实现彩色橡胶材料的生产,即利用白色纳米粒子作为补强剂并添加相应的着色剂,就可实现彩色橡胶材料的生产。

  另外,纳米氧化硅结构属于三维链接状态,将其与橡胶大分子结合可形成立体网状结构。该结构的形成就是橡胶保证自身强度、弹性性能等优化的措施。同时纳米氧化硅还具有一定的紫外线反射性能,将其应用到橡胶材料的制造中,可有效通过屏蔽紫外线来实现抗老化性能的优化。例如将经过纳米改性后的彩色防水卷材与传统的防水卷材进行比较,其性能对比可见,前者的拉伸强度、断裂伸长率以及撕裂强度都明显高于后者。并且在紫外线长期照射下,前者完好而后者会出现细小裂纹。由此可见,将纳米技术引入橡胶材料制作过程,可有效实现该材料的性能提升。

  二、纳米技术在塑料改性工作中应用

  纳米技术在塑料改性工作中的应用不仅可以有效实现塑料性能增强,还有利于发展塑料的全新性能。由于纳米粒子本身具有尺寸小、透光性能强的特点,将其融入塑料改性中可实现塑料的致密感增强。尤其是利用其制造的塑料薄膜可有效地实现透明度增强而且有效地实现韧性性能和强度的优化。其在塑料改性中有助于塑料增韧剂性提高。早在纳米技术出现之前,就已经存在多种实现塑料增韧改性的方法。而纳米技术的出现无疑是实现增韧改性的全新途径。这是由于纳米粒子本身具有较多的活性中心,与基体的结合性能更优,不会由于外来因素的影响而轻易分离。同时由于应力场的存在,基体会出现微变形区,容纳能量。从而实现对外应力传递,并分散相应的冲击能力,最终该性能加强。

  此外,在塑料生产过程中加入纳米技术可有效地实现塑料抗老化性能的提升。传统的塑料在紫外线的照射下往往会发生聚物分子链断裂,出现老化现象。采用纳米技术进行塑料改性可以有效避免或延缓该现象的发生。在实际操作过程中,可以运用纳米二氧化硅与二氧化钛混合再进行塑料融入,就可以有效的对紫外线进行吸收,从而实现抗老化性能的优化。

  另外,采用纳米技术还可实现塑料功能化。这主要是通过加入抗菌性能强的纳米粒子实现塑料抗菌性能的提升。同时为提高塑料的抗静电性能优化,可以在塑料制造过程中融入纳米氧化锌来进行实现。而且塑料吸波材料也是利用纳米技术添加纳米粒子来实现的,可发展隐性材料制造。例如在纳米技术支持下,将聚合物材料制作成洗衣机的外桶部分,可有效加强产品韧性,提高摩擦性能,并有利于洗衣机本身的清洁能力提升。

  除此之外,纳米技术还可实现塑料的工程化发展。就当前的塑料生产行业来说,通用塑料被广泛生产和应用,在其内部添加纳米粒子,可有效实现塑料工程化性能提升。例如在实际塑料改性过程中,利用纳米技术对聚丙烯改性,可在保证成本降低的前提下实现性能优化,最终获得经济效益收入的稳步提升。

  三、纳米技术在化学纤维改性工作中应用

  制造功能纤维已经是当前化学纤维制作中的重要组成部分,利用纳米技术将纳米材料融入化学纤维制造过程中,可有效地实现化学纤维性能改造和优化。首先为保证化学纤维的抗老化性能提升,可在纤维制造过程中添加纳米二氧化钛来进行实现,该纤维材料具有较强的预防紫外线的功能,在日常生活中常见的遮阳伞所用的纤维材料就采用了该工艺技术。

  随着功能化学纤维制造技术的不断发展,多种新型纤维类型不断出现,而且当中有相当大部分都采用了纳米技术实现改性。例如当前出现的具有除臭功能和净化功能的功能型化学纤维,就主要是将纳米氧化锌和纳米二氧化硅添加至化学纤维中的成果。该纤维被广泛应用至医院医药用品中的绷带制造以及病人睡衣制造中。另外,在聚酯纤维中添加纳米氧化锌所制成的相关化学纤维具有较强的预防紫外线的功能,同时该纤维还具备抵御细菌以及消毒性能的特点。另外将金属类的纳米粒子添加至化学纤维制作中可有效避免静电的出现,如果该金属是银,则还具有消除臭味和杀灭细菌的功能。另外随着社会经济和科学技术的不断发展,人们对于生活质量的要求逐渐提高,对于电磁波的防护要求也越来越高,而部分纳米粒子也具有电磁波防护性能,将这种纳米粒子融入服装材料生产中,还可制作出具有抵抗电磁波性能的服装。

  结束语:

  纳米技术作为现代化的高新技术,对于实现高分子材料改性有着重要作用,推动了高分子材料改性技术的不断发展与创新。但是由于该技术在我国的发展时间较为短暂,仍在技术理论与实践操作方面有所欠缺。所以,为打开该技术的应用前景,发挥更加广泛的实际应用作用,相关技术人员应当加强对纳米技术的深入研究与分析,实现其在高分子材料改性过程中的实际应用能力加强。从而促进我国高分子材料改性工作的不断推进,开启新的技术革命。

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