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    聚合物基纳米复合材料

    帖子创建时间:  2017年02月27日 09:35 评论:1 浏览: 207 投稿

    市场上广泛应用的木塑复合材料以热塑性注塑加工树脂为主要的基体材料,可以使用新料,也有使用回收处理的废旧塑料,或者是两者的混合物。适于与热塑性树脂混合的木质纤维,可分为初级资源和回收资源两类。加工前要经过研制、精制、干燥和化学处理,填充量一般为50%-60%,最高的可以达到80%。

     

    无机物以纳米级粒子、单层片状或层状形态分散于聚合物基体中,对复合材料起到增强增韧和其他功效方面的作用。以代表性的PA/粘土混杂体系为例,粘土以单层形式分散,每层厚约1nm、长约100nm,当粘土含量为4.2%时,拉伸强度比纯的PA6高50%,模量高1倍,热变形温度高90℃,且透明度提高。

     

    苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或不饱和树脂、环氧树脂等热固性树脂中,在外部能量的作用下,浸渍组分在木材空隙中聚合固化,成为一种聚合物改性的木材。这种聚合物改性了的木材,保持了木材原有的纹理和色泽,硬度、压缩强度和耐磨性都得到大幅度提高。但这种工艺生产成本过高,且要磨损大量木材,因而发展受到限制。

     

    聚苯乙烯为一种脆性材料,当用粒径小于0.5um的氧化铝,以体积分数为15%增强、增韧PS时,复合材料的拉伸强度、冲击强度分别是纯PS的4倍和3倍。纳米复合材料具有广泛的应用前景,以目前已投入商业应用的聚合物/无机混杂纳米材料为例,尼龙/粘土混杂材料已被日本丰田汽车公司用来制造汽车发动机的配件。

     

    植物纤维是自然界丰富的天然高分子材料。作为聚合物增强材料和填充用的植物纤维有丰富的植物纤维有麻类纤维、稻糠等。这些品种丰富的植物纤维来源广泛、价格低廉,经与聚合物基体材料复合加工的成品具有密度低、强度高、可以生物降解等特性,因而受到工业界的广泛关注。

     

    聚合物/聚合物纳米复合注塑加工材料的突出代表,是聚合物/致热性液晶聚合物原位复合材料。该材料具有高强度、高模具、高冲击强度等优异性能。例如在聚酰亚胺中加入10%的热致型液晶聚合物,就使弹性模量由1.7GPa提高到6.9GPa,拉伸强度由125MPa提高到470MPa。聚合物/无机纳米复合材料,主要有聚合物/金属纳米复合材料、聚合物/碳酸盐纳米复合材料、聚合物/氧化物纳米复合材料以及聚合物/橙装硅酸盐纳米复合材料等几种类型。

     

    以植物纤维为增强和填充的聚合物复合材料已成为异军突起的一种新型材料,预计今后的5年,将实现两位数的增长率。木质纤维在植物纤维中占有很大的比重,在植物纤维复合材料的研究、应用中,也以木纤维填充的木塑复合材料的研究和应用为最多。木塑复合材料早期以木材浸渍固化为主要生产工艺,也即利用木材具有疏松多孔的特性,将木材浸渍于可聚合单体。

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