纳米银/聚合物复合材料的原位法制备技术综述

纳米银/聚合物复合材料结合了纳米银优异的物理化学性能和聚合物的易加工和成膜性的特点,被广泛应用于抗菌、催化和光电等领域。原位法具有工艺简单、成本低、可形成单分散的纳米粒子等优点,被广泛用于制备纳米银/聚合物复合材料。主要综述了纳米银/聚合物复合材料的原位制备方法,主要包括原位生成法、原位聚合法、双原位合成法,并提出了纳米银/聚合物复合材料的发展方向。

纳米银/聚合物复合材料的制备研究进展

纳米银聚合物复合材料具有非线性光学效应、光能转化效应等独特的物理化学性质,在抗菌自洁、表面增强拉曼散射光谱(SERS)等方面具有广阔的应用前景。研究表明纳米银/聚合物复合材料的制备技术对其结构以及性能有重要的影响,其制备方法可分为聚合物中掺入纳米银和聚合物表面沉积纳米银涂层两大类。本文对聚合物中掺入纳米银的方法——物理共混法、原位法、离子交换法,以及聚合物表面沉积纳米银涂层的方法——物理法、化学法、物理化学结合法分别进行了综述。

聚合物复合材料冷冻超薄切片技术——以等规聚丙烯/乙丙橡胶/纳米二氧化硅复合材料为例

真实结构图像对聚合物材料的研究和改性极为重要。冷冻超薄切片技术是聚合物材料进行内部微观结构分析必要的前处理技术。根据聚合物材料分子运动随温度变化这一热力学性质,通过对等规聚丙烯/乙丙橡胶/纳米二氧化硅聚合物复合材料在不同温度下的切片实验,探究切片温度对样品的微观形态和结构的影响规律。实验发现,玻璃化转变温度是影响切片质量变化的关键点。当切片温度设定在材料的玻璃化转变温度附近时,前后所得到样品的微观形态结构呈现出显著的差异。然而,如果切片温度过低,可能会引起严重的卷片现象,不利于显微结构的观察与分辨。玻璃化转变温度是聚合物材料进行切片的最佳温度,不仅能确保获得样品的真实结构,还能够得到高质量且平整的切片。

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.

聚合物基陶瓷化复合材料的研究进展

聚合物基陶瓷化复合材料具有有机高分子材料和无机陶瓷的优异性能,可在高温下变成多孔结构和冲击陶瓷层,陶瓷层可阻碍热量传递,隔离可燃物与氧气的接触,因此具有很好的阻燃和耐火作用,是一种新型耐火和耐高温材料。介绍了聚合物基陶瓷化复合材料的组成及其陶瓷化机理,综述了聚合物基陶瓷化复合材料的分类,包括橡胶类陶瓷化复合材料、乙烯聚合物基陶瓷化复合材料、环氧树脂基陶瓷化复合材料、酚醛树脂基陶瓷化复合材料等。未来的研究重点主要集中在提高陶瓷填料与树脂基体的相容性、制备高效阻燃剂和高效陶瓷化体系的设计上。

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。

TEOS-GO掺杂的银基离子聚合物金属复合材料的制备及其致动性能

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型的电驱动软材料,具有质量轻、驱动电压低的优点,但也存在输出力较小、驱动时间短的缺点,限制了其应用前景。提出了一种在基膜内掺杂硅酸乙酯-氧化石墨烯(TEOS-GO)以提高保水性和驱动能力的银基IPMC,通过对纯Nafion IPMC与TEOS-GO/Nafion IPMC致动器的含水量、尖端位移、输出力和稳定性等参数的测试,证实优化后IPMC的驱动性能有明显的提升。实验结果表明,掺杂质量分数1.5%TEOS-GO的IPMC在3 V直流电压下,尖端位移达到16.579 mm,相当于纯Nafion IPMC的3.37倍;输出力最高达到0.439 gf(1 gf=9.8 mN),是纯Nafion IPMC的5倍。这种改进方式弥补了IPMC用于致动器的缺点,为今后的发展开拓了前景。

水润滑轴承用聚合物复合材料的摩擦学研究进展

聚合物复合材料因其优异的自润滑、高化学稳定性和减振降噪等特性而备受关注。以水作为工作介质的水润滑轴承具有环境友好、维护成本低及结构设计简单等特点,已被广泛应用于船舶、水电和化工等领域。首先总结了水润滑轴承用聚合物复合材料特性,归纳了聚合物复合材料在水润滑条件下的摩擦学性能及磨损机制,介绍了提高聚合物复合材料摩擦学性能的常规方法,并进一步探讨了材料内部结构、摩擦界面微观结构与材料宏观摩擦学特性的内在关联。指出促进水润滑聚合物-金属配副摩擦界面原位生长固体润滑特性转移膜,可弥补水膜润滑能力不足、显著提高配副的摩擦学性能,深入研究水润滑状态下复合材料的微观摩擦磨损机制,对于理解水润滑配副的摩擦学机理有重要的意义。

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。

无损检测技术在纤维增强聚合物复合材料机械损伤监测中的应用进展

本文综述了近年来应用在纤维增强聚合物复合材料中无损检测技术的研究成果,分析比较了超声波技术、图像处理技术、基于X射线的无损检测技术(X射线摄影、X射线断层摄影技术与X射线暗场成像技术)、红外热成像技术的原理及特性,针对已有的无损检测技术和研究现状,对纤维增强聚合物复合材料无损检测技术未来的发展方向和应用进行了展望。

形状记忆聚合物及其复合材料空间辐照环境效应研究进展

形状记忆聚合物及其复合材料具有密度低、可回复变形大、刺激方式可控、成本低等优点,可应用于空间可展开结构,但空间辐照环境对其在轨安全带来了严重的威胁。首先介绍了形状记忆聚合物及其复合材料的分类,接着总结了基于形状记忆聚合物的空间可展开结构应用现状,然后分析了高能电磁辐射、高能粒子辐射和原子氧等空间环境对形状记忆聚合物及其复合材料性能的影响,最后对形状记忆材料空间辐照环境效应的研究成果进行了总结并对未来发展方向进行了展望。

纳米银/介孔氧化硅复合材料的制备及其抗菌性能

【目的】为了解决传统的木材银离子抗菌剂中的Ag^(+)易氧化导致其抗菌耐久性有限以及新型纳米银抗菌剂的AgNPs易团聚等问题,制备了一种新型纳米银/介孔氧化硅(Ag/MCM-41-NH_(2))复合抗菌材料。【方法】选取表面氨基改性的介孔氧化硅(MCM-41)作为Ag^(+)的载体,将Ag^(+)负载到改性载体上,并将其原位绿色还原成纳米银(AgNPs)。采用SEM、TEM、N_(2)吸附–脱附、XPS、XRD、FTIR和ICP-MS等手段分析了复合抗菌剂的表面形貌、结构和Ag^(+)的缓释性能。使用抑菌圈法和振荡法测试了复合抗菌剂的抗菌活性,分析了其抗菌性能和抗菌耐久性。【结果】改性后的MCM-41由于表面接枝了大量的氨基,可以与Ag^(+)发生接枝,还原的AgNPs成功负载在MCM-41内部,呈均匀圆球状,分散均匀。抗菌试验和Ag^(+)缓释结果表明,Ag^(+)/MCM-41-NH_(2)和Ag/MCM-41-NH_(2)对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的初始抗菌率均可以达到99.00%以上。但放置90 d后,Ag^(+)/MCM-41-NH_(2)的Ag^(+)流失率为25.00%,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别下降到88.75%和79.10%,而Ag/MCM-41-NH_(2)的Ag^(+)流失率降低到5.10%,且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率仍保持在98.93%和96.93%的较高水平。【结论】AgNPs在载体MCM-41-NH_(2)上均匀分散,制备的Ag/MCM-41-NH_(2)复合抗菌剂具有良好的抗菌性能和抗菌耐久性。

丝素蛋白-纳米银复合材料在抗菌领域的研究进展

重点总结归纳了丝素蛋白-纳米银复合膜、水凝胶、纤维等多种应用形态在抗菌领域的最新研究进展,阐述了丝素蛋白与纳米银结合的抗菌优势、复合材料目前尚待解决的稳定性与安全性问题,展望了丝素蛋白-纳米银复合材料发展方向。

考虑颗粒团聚影响的聚合物基复合材料温度相关性拉伸断裂强度理论表征模型

聚合物基复合材料在不同温度下的拉伸断裂强度一直是人们关注的焦点,颗粒作为一种常见增强相可以显著提高聚合物基复合材料的拉伸断裂强度。然而,随着颗粒体积分数的增加,颗粒将会发生团聚现象,从而影响增强效果。针对颗粒增强聚合物基复合材料,通过计及颗粒团聚的影响,以及材料热物理性能随温度的演化,建立了一个考虑团聚影响的温度相关性拉伸断裂强度理论表征模型。模型得到了实验数据的良好验证。研究成果为定量表征不同颗粒含量、不同温度下复合材料的拉伸断裂强度提供了一种有效途径,加深了对不同温度下团聚现象对复合材料力学性能影响的认识。

热塑性聚合物基导热复合材料的研究进展

相比金属和陶瓷导热材料,热塑性聚合物基导热复合材料具有质轻、易加工成型、耐腐蚀等优点,可用于制备电池外壳、锂电池支架、发光二极管的散热壳等。介绍了固体材料导热过程中的基本概念及机理,综述了影响填充型导热复合材料导热性能的因素,探讨了聚合物基体的结构、填料本身性质及其含量、基体与填料之间相互作用等因素对复合材料导热性能的影响。

地聚合物复合材料断裂性能研究进展

混凝土的断裂性能直接影响着结构的安全性和耐久性。研究裂缝在混凝土中的扩展规律,是分析混凝土断裂性能的基础。具有非均质和非线性特性的混凝土是一种多相材料,在其内部存在大量初始裂缝,因此混凝土的断裂机理十分复杂,影响因素颇多。目前,普通混凝土断裂性能的分析方法比较成熟,针对混凝土的非线性特性已经建立了两类模型:便于数值分析的缝面软化模型和便于解析计算的等效弹性裂缝模型。此外,地聚合物是一种低碳环保的建筑材料,具有优异的机械性能、耐久性能和耐高温性能。因此,对于地聚合物复合材料(geopolymer composite, GPC)的断裂性能研究是推广其工程应用的必要前提。地聚合物与普通混凝土具有相似的脆性,研究者们基于普通混凝土断裂力学的分析方法,开展了GPC断裂性能的研究。本综述梳理了混凝土断裂力学发展历程,概括了GPC性能的主要影响因素,总结了原材料组成、碱激发剂和纤维对GPC断裂性能的影响,并对GPC断裂性能的未来研究方向进行了展望。