粘土/聚合物纳米复合材料制备研究现状及应用

本文综述了粘土 /聚合物纳米复合材料的制备、性能 ,简要进行了热力学分析 。

金属卤化物钙钛矿纳米晶体/聚合物复合材料的研究进展

金属卤化物钙钛矿纳米晶体因其独特的光电特性,在光伏和光电等领域展现了巨大的应用前景,受到广泛的研究关注。但钙钛矿纳米晶体本身的离子晶体性质使其在水、热等环境下不稳定,从而限制了其实际应用。金属卤化物钙钛矿纳米晶体可以与聚合物结合形成纳米复合材料,具有许多优越的特性。聚合物基体可以赋予复合材料稳定性、可拉伸性和溶液加工性,而纳米晶体可保持其尺寸、形状和组成相关的光电特性。因此,这些纳米复合材料在下一代显示器、照明、传感、生物医学技术和能量转换等领域具有巨大的潜力。本文总结了金属卤化物钙钛矿纳米晶/聚合物纳米复合材料的最新研究进展。首先,讨论了制备金属卤化物钙钛矿纳米晶体/聚合物复合材料的各种合成策略。其次,介绍了金属卤化物钙钛矿纳米晶体/聚合物复合材料在发光二极管、激光和闪烁体等领域的应用。最后,提出了该领域未来的研究方向和挑战。

基于温敏聚合物/纳米复合材料的抗200℃高温无固相水基钻井液研究

针对传统无固相钻井液抗温性能较差的难题,以纳米复合材料N-AMPA为主剂,构建了具有优良抗温性能的无固相钻井液体系。评价结果表明,在25~180℃,1%N-AMPA水溶液的黏度增加率达43%,表现出优良的高温增黏性能;1%N-AMPA水溶液经200℃/16 h老化后,黏度保持率达67.6%,其抗温增黏效果明显优于增黏剂HE300。以N-AMPA为主剂构建的无固相钻井液体系,抗温能力达200℃,热滚16 h后的表观黏度保持率达67.0%、API中压滤失量为7 mL,耐温能力较强;抗氯化钠、氯化钙和劣土污染能力分别达20%、0.8%和10%,污染后于200℃热滚16 h, API中压滤失量始终低于9.5 mL,具有较好的抗污染性能;泥页岩膨胀率约3%,抑制防塌性能好;岩心渗透率恢复率达90%,储层保护效果好。

纳米流体和聚合物复合材料改善水基钻井液性能试验研究

通过试验研究对比了不同类型(氧化锌、二氧化钛、多壁碳纳米管、功能化多壁碳纳米管)不同质量分数(0.002 8%、0.014 3%、0.028%和0.143%)纳米流体对水基钻井液流变性能和滤失性能的影响,以及高温高压下聚合物复合材料对其性能的影响。试验结果表明,水基钻井液流变特性和过滤性能随着纳米流体浓度的增大而增大,其中功能化多壁碳纳米管(F-MWCNTs)纳米流体改善水基钻井液性能参数最好。同时在高温高压下,聚合物(ACN-co-VP)/沸石复合材料可以明显改善纳米流体水基钻井液的流变特性,如增大塑性黏度、屈服点、滤液体积,提高纳米水基钻井液热稳定性及钻井效率,降低对地层伤害程度。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书中介绍了可生物降解聚合物的种类以及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,其中包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等.

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等。

聚合物纳米复合材料在汽车轻量化中的应用研究

聚合物纳米复合材料在汽车轻量化中的应用研究是当前汽车工业领域的热点之一。本文综述了聚合物纳米复合材料在汽车轻量化中的制备方法、性能评价以及在不同领域的具体应用。聚合物纳米复合材料的加入能够显著提高汽车零部件的强度、刚度和耐磨性,从而实现汽车轻量化的目标,同时提高了汽车的燃油效率和安全性。然而,该技术面临着材料成本、可持续性、安全性和耐久性等挑战,需要继续深入研究和解决。

聚合物基微纳米功能复合材料3D打印加工技术的应用实践研究

随着材料性能要求的提高,轻量化、强度高以及多功能化成为研究的重点。利用3D打印技术,设计师能将多种功能结构直接集成于复杂的几何形状中,打破了传统制造方法的束缚,开辟了设计创新的新纪元。因此,研究和探索聚合物基微纳米功能复合材料的3D打印加工方法对于推动材料科学的创新和制造业的转型至关重要。文章概述了聚合物基微纳米功能复合材料和3D打印技术的内涵,分析了聚合物基微纳米功能复合材料的3D打印加工要点,并探讨了在各个领域内的应用,以促进材料的性能提升和应用拓展。

基于CMWCNT/Nafion的增强型离子聚合物金属复合材料的制备及致动性能

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的电活性材料,具有体积小、质量轻、驱动电压低等优点,但驱动力小、稳定工作时间短等问题限制着其柔性致动性能。提出了一种基于银基IPMC的增强型致动器,通过在IPMC的基底聚合物中掺杂羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT),来提高IPMC的整体机械性能和致动性能。其中,掺杂质量分数0.5%CMWCNT的IPMC的最大尖端位移和驱动力分别增加至未优化银基IPMC的1.60倍与2.32倍,该性能的提升归因于CMWCNT良好的导电性和羧基对水合阳离子迁移的加速作用。与未优化的银基IPMC相比,掺杂质量分数0.5%CMWCNT时IPMC驱动速率可提升至3.57倍。研究结果可为IPMC在各领域的应用发展提供参考。

纳米颗粒填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

为探究纳米颗粒[纳米氧化铁(NFe)、纳米二氧化硅(NS)、多壁碳纳米管(MWCNT)]填充玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRP)的力学性能,对纳米颗粒质量分数分别为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%的纳米颗粒/GFRP材料开展了拉伸、压缩、弯曲及冲击力学性能试验,并结合扫描电镜(SEM)分析了纳米颗粒的种类及质量分数对试件力学性能的影响规律。结果表明,随着纳米颗粒质量分数的增加,试件拉伸强度均先增大后降低,纳米颗粒的良好分散性及与树脂间的黏聚力能够提升试件的拉伸强度,但过量纳米颗粒的掺入会形成积聚现象,使得试件拉伸强度降低。相较于GFRP试件,掺入纳米颗粒的质量分数为0.1%、0.2%、0.5%和1.0%时,MWCNT/GFRP抗压强度的增幅分别为25.31%、36.04%、26.84%和27.25%,弯曲强度的增幅分别为58.74%、63.21%、40.89%及43.11%,纳米颗粒的掺入使得试件抗压强度、弯曲强度、冲击强度均得到改善,颗粒种类及质量分数的不同使得试件力学性能提升效果存在差异。SEM试验结果表明,外荷载作用下纤维出现断裂、分层现象,纤维与纳米颗粒间存在的摩擦效应增强其力学性能,颗粒的积聚使得试件力学性能降低。

聚苯乙烯/碳纳米管/纳米黏土导电复合材料的制备及性能

为了考察纳米黏土(NC)的引入对碳纳米管(CNTs)在聚苯乙烯(PS)树脂基体中分散的影响,使用NC作为非导电填料,通过熔融共混工艺制备了PS/CNTs/NC导电复合材料,探讨了NC与CNTs的含量及密炼时间对PS/CNTs/NC复合材料导电性能和力学性能的影响规律。扫描电子显微镜分析表明NC的加入减少了CNTs在PS基体中的团聚现象,并促使CNTs在较低添加量下形成了导电网状结构。复合材料的电阻率表征结果表明,在相同的CNTs含量下随着复合材料中NC含量的增加,体系电阻率呈现出逐渐减小趋势,并且在低CNTs添加量下,NC的引入促使体系电阻率降低的现象更明显,随着密炼时间的增加,体系电阻率呈现进一步减小的现象;力学性能表征结果表明,PS/CNTs/NC复合材料的拉伸性能总体上随着CNTs和NC含量的增加而增大,并且随着密炼时间的增加,复合材料拉伸强度最高可增加50.2%。NC与CNTs的质量比为1∶1时,可获得具有良好导电性能的复合材料。

聚合物基纳米无机复合材料的制备与性能进展

由于聚合物基纳米无机复合材料具有优异的力学性能、阻燃性能、耐腐蚀性能和电学性能等,在工业、农业、国防、科技等领域中得到了广泛的应用。基于聚合物基纳米复合材料常用的制备方法,强调了目前采用的真空辅助树脂传递模塑成型工艺新制备技术,阐述了不同的无机纳米颗粒粒径、结构及添加量对复合材料力学性能、阻燃性能及其他性能方面的影响,并且,分析了无机纳米颗粒表面改性处理对其在聚合物中的分散情况及两相之间界面结合的影响。关于不同聚合物基体与不同种类的无机纳米颗粒复合得到的产物及相关性能的研究进行了综述,探究了聚合物基纳米复合材料目前存在的问题。最后,对未来复合材料的研究方向进行了展望。

纳米填料调控对极性聚合物纳米复合材料的性能影响

电介质材料具有高稳定性以及高功率密度,但是能量密度较低,因此提高其能量密度是一个长期的挑战。将无机组分引入聚合物基质中形成聚合物复合材料是一种新兴的电容式储能介质材料,由于可以综合陶瓷填料的大介电常数与聚合物的高击穿电场而备受关注。综述了高能量密度铁电聚合物复合材料的重要研究方向和最新进展。主要介绍了填料尺寸、填料形状、填料取向、填料空间结构以及填料的表面改性等对复合材料介电性能、击穿强度和能量密度的综合影响,并且重点介绍了其内部影响机制。

聚合物/层状粘土纳米复合材料阻燃性能研究进展

聚合物 /层状粘土 (PLC)纳米复合材料是近十年来研究的热点。由于 PL C纳米复合材料具有常规聚合物复合材料所没有的结构、形态以及较常规材料更加优越的力学性能、耐热性能、气液体的阻隔性能等 ,所以具有广泛的工业应用前景。文中综述了 PL C纳米复合材料的制备、性能。

碳纳米管填充聚合物复合材料电导率仿真研究

文章构建碳纳米管填充聚合物复合材料电导率仿真模型,采用蒙特卡洛方法实现碳纳米管填充聚合物复合材料三维建模,根据碳纳米管分布状态建立碳纳米管间距离矩阵,结合碳纳米管填充聚合物复合材料导电机理生成碳纳米管间电阻矩阵,应用大型纯电阻网络等效电阻计算方法得到复合材料电导率仿真结果,对比仿真值与实验数据,两者高度一致。借助电导率仿真模型研究碳纳米管长度和直径对复合材料电导率的影响,碳纳米管体积分数不变时,电导率随长径比增加而增大。该文建立的仿真模型可以预测不同参数碳纳米管填充聚合物复合材料电导率,为设计高性能的碳纳米管填充聚合物复合材料提供理论参考。

插层法制备聚合物/粘土纳米复合材料及其应用进展

概述了聚合物 /粘土纳米复合材料插层制备的新进展。根据插层机理和方法的差别 ,将插层法分为三类 :(1)单体插层复合 ;(2 )溶液中聚合物插层复合 ;(3)熔融聚合物插层复合。重点提出了利用双螺杆挤出机制备聚合物基纳米复合材料的新方法。展望了聚合物

尼龙6/粘土聚合物纳米复合材料的性能表征——(Ⅱ)结晶行为研究

使用Haake-90型双螺杆挤出机制备一系列粘土含量不同的尼龙6/粘土纳米聚合物复合材料,通过X射线衍射和差示扫描量热仪(DSC)研究其结晶行为。X射线衍射结果表明纳米粘土的加入改变了尼龙6的晶型。用修正Avrami方程的Jeziorny法研究材料的非等温结晶动力学,发现纳米复合材料的半结晶时间t1/2缩短,纳米粘土对尼龙6有明显的异相成核作用。

熔融插层制备聚合物/层状粘土纳米复合材料研究进展

从流变性能、加工操作过程对熔融插层制备聚合物纳米复合材料的影响、分散机理的研究进展等方面对熔融插层制备聚合物 /层状粘土进行了综述 ,并对今后的研究提出了展望。

聚合物/粘土纳米复合材料研究进展

聚合物/粘土纳米复合材料(PCN)是近几年纳米材料领域中的研究热点.综述了聚合物/粘土纳米复合材料的几种制备方法及研究进展,并将纳米复合材料与普通材料的物理性能相比较,得知纳米复合材料有优良的物理性能.总结了这一领域尚待解决的问题.

尼龙6/粘土聚合物纳米复合材料的性能表征——(I)电性能研究

使用Haake-90型双螺杆挤出机制备一系列粘土含量不同的尼龙6/粘土纳米聚合物复合材料,测试其介电常数、介电损耗、介电稳定性能以及电击穿强度,并讨论了粘土含量对纳米复合体系电性能的影响。研究发现,加入纳米粘土后材料的介电常数、介电损耗明显减小,同时介电稳定性能有了大幅度提高,但电击穿强度无明显变化。