文档介绍：聚合物纳米复合材料
复合体系
组合
分散相的尺度大小
>1000nm
(>1μm)
100~1000nm
(~1 μm)
1~100nm(~ μm, 10~1000Å)
~10nm
(5~100 Å)
(1)聚合物/低分子物
低分子作增容剂
低分子流变改性剂
外部热塑性聚合物
(2)聚合物/聚合物
宏观相分离型聚合物掺混物
微观相分离型聚合物合金
(1)分子复合物;
(2)完全相容型聚合物合金
(3)聚合物/填充物
聚合物/填充物复合体系
聚合物/填充物复合体系
聚合物/超细粒子填充复合体系
聚合物纳米复合体系
聚合物复合体系的分类
第一节概述
纳米概念的形成
早期,石墨、炭黑中的颗粒
1959年,美国物理学家Richard Feynman提出“what would happen if we could arrange the atoms one by one the way we want them?”
& 小组气相沉积制备纳米
20世纪80年代,原西德Gleiter首次制备金属纳米,提出纳米材料及其应用
1981年,IBM发明AFM和STM,推动纳米技术发展
20世纪80年代末期,日本丰田研究中心制得PA6/粘土纳米复合材料
What posites are
A posite is defined as posite material where at least one of the dimensions of one of its constituents is on the nanometre size scale.
(posite)定义:
纳米复合材料
非聚合物
纳米复合材料
金属/金属
金属/陶瓷
陶瓷/陶瓷
聚合物
纳米复合材料
有机/无机
纳米复合材料
聚合物/聚合物
纳米复合材料
聚合物基
无机物基
分子复合
原位复合
微纤/基体
Classification of posite
Polymer/anic posites
Polymer posites are generally defined as bination of a polymer matrix resin and anic particles (particles, layers or fibres) which have at least one dimension (. length, width, or thickness) in the nanometer size range.
纳米纤维(碳纳米管、纤维素晶须、凹凸棒土)
层状无机物( layered silicates)
纳米粒子(CaCO3 、SiO2 、 TiO2、ZnO、Al2O3、Cr2O3 )
Schematic of nanoscale fillers
碳纳米管
碳纳米管是由多个碳原子六方点阵的同轴圆柱面套构而成的空心小管,其中石墨层可以因卷曲方式不同而具有手性。碳纳米管的直径一般为几纳米至几十纳米,长度为几至几十微米。碳纳米管可以因直径或手性的不同而呈现很好的金属导电性或半导体性。
(Iijima 1991)
多壁碳纳米管
单壁碳纳米管
Derived from expandable 2:1 layered smectite family of clays
Isomorphous substitution of atoms creates a charge imbalance
Sodium Montmorillonite Platelet Structure
Na+
Si Oxide
Al/Mg/Fe –
Oxide/Hydroxide
Si Oxide
Na+
~ 50nm - 300nm
~ 1 nm
Layered silicates Advantages over conventional fillers
Expandable structures
Individual silicate layers have at least one dimension in nanoscopic size range
Layers have high aspect ratios (length/thickness), extremely large surface areas, and high moduli
Large property ben