纳米技术在高分子材料改性中的作用范文

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《纳米技术与精密工程》2017年第6期

摘要：随着科学技术的快速发展，纳米技术开始广泛出现在各项新型产品的应用中，根据纳米粒子的本质特性，其在高分子材料改性中得到了广泛地应用，进而提高高分子材料产品的各项性能，本文就纳米粒子的特点进行介绍并对纳米技术在不同类型高分子材料改性中的应用进行研究，进而为纳米技术的发展以及高分子材料的研究提供相应的依据。

关键词：纳米技术；高分子材料；改性

纳米技术一词的出现为我国我国科学技术的发展指出了一定的方向，同时也赢得了人们广泛的关注，随着人们对纳米技术的不断研究，人们越来越关注纳米技术的具体应用，我国对纳米材料的研究起始于陶瓷和金属方面，通过不断地努力在诸多方面也取得了相应的成就，随着该项技术的不断发展与完善，人们着手于将纳米技术应用于高分子材料改性中的研究，即对高分子基纳米复合材料的研究，就目前的研究现状而言，常见的此类复合材料有三种，分别为纳米塑料、纳米橡胶和纳米纤维。

一、纳米粒子的特点

纳米颗粒是一种结构微小且主要为原子或分子构成的粒子，处于原子簇与宏观物体之间的过渡范围，具有表面与界面效应，该颗粒的直径范围为1nm-100nm之间，肉眼可识别的范围在微米等级，所以人眼根本无法观察到纳米粒子，属于胶体粒子大小的范围，纳米材料的具体意义是指在三维空间里至少存在一维处于纳米粒子直径的范围，根据我国的研究现状表明，现阶段纳米材料已经在冶金、陶瓷以及航天方面得到了广泛的研究和应用，根据其尺寸效应，当其周期性边界受到一定的损坏时，在光、电、磁、以及热力学等性能方面呈现出令人震惊的神奇现象，它既不属于典型的微观与不属于典型的宏观系统，所以纳米粒子具有一些新奇的物理、化学特性，根据其诸多方面的性能特点，在高分子材料中恰当地应用会使相应的高分子性能得到优化并增添其特殊的性能，性能方面得到不断地提升，不断加深我国高分子材料的研究层次，使纳米技术所生产的产品的性能更加满足我国科技发展的需求。

二、纳米技术在高分子材料改性中的应用

（一）纳米技术在塑料改性方面的应用

高分子塑料中应用纳米材料，可以有效提高塑料的强度，使其原有的性能更加突出，同时根据纳米粒子的大小为1nm-100nm,所以根据纳米材料体积小的特点，可以在不改变其性能的同时减小塑料的厚度，根据纳米材料强大的聚合力，使其强度得到优化，同时使其透光性得到提高，在塑料改性方面应用纳米材料可以有效改善塑料的强度以及透光程度，让用户在使用中更加放心。随着人们对塑料产品要求的不断提高，增强塑料的韧性，降低其断裂成为塑料产品制作过程中的重点，通过其它技术研究生产的塑料制品的韧性都不能得到有效地提高，由于纳米本身就具有较强的活性，以及应力场效应的存在，且纳米粒子还具有表面效应，所以在塑料改性的应用中有效解决了提高塑料韧性的问题；同时在其他方面，在塑料改性中应用纳米技术还可以有效降低塑料的静电，我们在使用塑料袋的过程中可以发现，由于静电作用，其总是会吸附在某些表面，所以在改性技术中加入纳米氧化锌，不但不会影响塑料的其它性能，还能有效改善塑料的静电情况。

（二）纳米技术在橡胶改性方面的应用

在橡胶工业的生产过程中已知在为提高产品的耐磨性以及强度而不断努力，纳米技术的在橡胶改性方面取得了较为突出的成果，在生产过程中，将炭黑纳米融入橡胶中，根据纳米粒子的量子效应以及小尺寸的特点，可以有效改善其原拥有的性能，在应用的过程中纳米粒子是扮演着补强的角色填充到橡胶中的，一般情况下橡胶以黑色为主，如果要生产其它颜色的橡胶产品，则需要改变注入的纳米粒子，将炭黑纳米粒子改为白色纳米粒子，这样还能提高橡胶的着色，使所生产的产品色彩更加鲜艳，虽然应用纳米技术可以有效改善塑料的性能，但是在纳米技术应用的过程中要有着严格的要求，否则不但会达不到改性的效果还会降低其原有的性能，纳米粒子在注入橡胶中时，要严格控制所注入的纳米粒子的大小，根据实验表明，当所注入的相应纳米粒子尺寸越小时，以上所提到的性能在改性中就会越好，随着纳米粒子尺寸的增大，则耐磨性以及强度会变差；在纳米技术的应用过程中根据氧化硅的链接结构特点，可以延长橡胶材料的使用寿命，使橡胶改性中的抗衰老的性能得到有效的改善，在阳光下能够对紫外线起到反射的效果，降低紫外线对橡胶的伤害，不会出现断裂及裂痕，为了不断提高橡胶的强度，以及耐磨程度，在橡胶产品的生产过程中应用纳米技术，根据不同纳米材料所具备的特性来优化橡胶的性能，使橡胶的改性得到较为突出的效果，为我国橡胶工业的发展提供强有力的推动。

（三）纳米技术在纤维改性方面的应用

医院、实验室等场所对于纤维产品的要求为抗菌性能要好，在抗菌纤维产品的制作过程中应用纳米技术，将具有抗菌性能的纳米粒子通过纳米技术填充到相应的纤维产品中，由于其可以破坏细菌的活性，使所生产的手术服、实验服等具有良好的抗菌性能；根据二氧化硅的吸附性能，将纳米二氧化硅应用于纤维的改性方面，添加到化学纤维中可以有效提高产品净化水的功能，应用于聚酯纤维中可以使所生产的产品具有较强的除臭性能；同时根据远红外纳米的特性其具有较强的发射率，在高分子纤维改性的过程中加入该项技术，可以通过吸收远红外线而加强血液的循环，在军用服装的生产过程中应用该项技术由于它对电磁波的吸收有很好地效果，同时也可以促进起到较强的保温保暖效果，在高分子纤维的改性方面应用纳米技术可以有效改善纤维产品的各种性能，根据纤维产品具体的性能要求，同过纳米技术不断推进高分子纤维研究的发展。

三、总结

纳米技术的快速发展已经应用于我国很多行业的发展中，作为一种新型的科学技术，在高分子材料的改性中得到了适当的应用，但是由于这项纳米技术的发展时间并不长，所以在实际的应用于操作中还具有一定的难度，现阶段针对纳米技术在高分子塑料、橡胶以及纤维中的研究，进行不断地扩展，在应用的过程中严格控制所用纳米粒子的大小，通过不断地尝试来生产出性能更加完善的产品，同时将纳米技术应用于高分子材料的不同层面上，使纳米技术在高分子材料的改性中发挥更加强大的作用，进而推动并促进我国高分子材料的不断发展。

参考文献:

[1]李杰峰.浅谈纳米技术在高分子材料改性中的应用[J].化工管理,2017,(13):22-26.

[2]邹兴宇,张星涛,赵鹏波.纳米技术在高分子材料改性中的应用[J].四川水泥,2017,(41):34-37.

作者：陈颖贤 单位：深圳大学