纳米复合材料性能及应用

主题

纳米尺度的增加的优点

缺点的纳米尺度的增加

粒子载荷

机械性能收益由于纳米颗粒添加的例子

领域的应用

气体的障碍

氧气的障碍

食品包装

油箱

电影

环境保护

可燃性减少

纳米尺度的增加的优点

2000纳米复合材料会议透露明确产权优势,纳米材料添加剂相比,可以提供传统填料同行和基础聚合物。属性已证明能进行实质性的改进包括:

机械性能如强度、模量和尺寸稳定性

渗透率降低气体、水和碳氢化合物

热稳定性和热变形温度

阻燃性和减少烟雾排放

抗化学腐蚀

表面

导电性

光学清晰度相比传统填充聚合物

缺点的纳米尺度的增加

迄今为止为数不多的缺点与纳米颗粒结合有关韧性,影响性能。提出的一些数据表明,纳米黏土改性聚酰胺等聚合物,可以减少影响性能。显然这是一个问题,需要考虑可能影响应用程序的加载事件。此外,进一步的研究将是必要的,例如,开发一个更好的制定/结构/性能关系的理解,更好的路线血小板剥落和色散等。

粒子载荷

另外重要的是要认识到,nanoparticulate /纤维加载带来重大财产改进与加载水平很低,传统的微粒添加剂实现类似的性能要求更高的负载水平。这反过来会导致体重显著减少(明显的重要性的各种军事和航天应用程序)为相似的性能,类似的结构维度和更大的强度,对于屏障应用程序,增加屏障性能相似的材料厚度。

机械性能收益由于纳米颗粒添加的例子

哈特穆特•费舍尔荷兰TNO提供的数据与聚酰胺-蒙脱土纳米复合材料显示抗拉强度提高约40 - 20%,温度分别为23ºC和120ºC和模量提高70%,一个非常令人印象深刻的220%在同一温度。除了热变形温度从65ºC所示增加为未改性聚酰胺152ºC nanoclay-modified材料,上面所有的实现只有5%的蒙脱石粘土加载。类似的机械性能的改进提出了聚甲基丙烯酸甲酯-粘土混合动力车。

进一步Akkepeddi的霍尼韦尔有关polyamide-6聚合物提供的数据证实了这些属性的趋势。此外,进一步的短/长玻璃纤维公司的好处,和纳米黏土合并一起,显然透露。

领域的应用

等力学性能改善了纳米复合材料的主要兴趣在许多汽车和通用/工业应用。欧洲杯足球竞彩这些包括潜在利用率和镜子外壳在各种车辆类型、门把手、发动机盖和进气歧管和正时皮带。目前正在考虑更一般的应用包括叶轮和叶片使用吸尘器、电动工具外壳,割草机抽油烟机和封面为便携式电子设备如手机、寻呼机等。2020欧洲杯下注官网

气体的障碍

气体防护性能改善的同时,还将相对少量的纳米黏土材料证明是实质性的。欧洲杯足球竞彩从各种来源提供的数据表明氧气传输速率polyamide-organoclay复合材料通常是不到一半,未改性的聚合物。进一步的数据揭示了程度的粘土纳入聚合物,和填料的比例有助于屏障的整体性能。特别是,宽高比显示有重大影响,高比率(因此倾向对填料结合微小)相当显著提高气体屏障属性。这样优秀的障碍特征导致了相当大的兴趣在纳米黏土复合材料在食品包装的应用程序中,柔性和刚性。具体的例子包括包装加工肉类、奶酪、糖果、谷物和boil-in-the-bag食物,也挤压涂层应用程序与纸板果汁和乳制品,一起共挤压过程制造啤酒和碳酸饮料瓶子。纳米复合材料配方的使用将大大提高许多类型的食品的货架寿命。

氧气的障碍

霍尼韦尔还活跃在开发一个主动/被动氧结合polyamide-6屏障系统材料。欧洲杯足球竞彩被动障碍特点提供纳米黏土颗粒通过熔体处理技术结合而积极贡献来自一个氧清除原料(秘密)。欧洲杯猜球平台氧气传输结果揭示纳米黏土公司提供实实在在的利益相比基础聚合物(利率大约15 - 20%的大部分聚合物的价值,进一步结合主动/被动系统)提供的好处。Akkapeddi表明,提供的弯曲度增加纳米黏土颗粒基本上慢传输氧气通过复合驱动分子主动清除物种导致接近零氧传输相当一段时间。欧洲杯猜球平台

食品包装

特里同系统和美国陆军正在进行联合调查进一步工作屏障性能。非冷凝包装系统的要求是能够保持食物新鲜三年了。纳米黏土聚合物复合材料目前该应用程序显示相当大的承诺。

很可能表现出的优良的气体屏障属性纳米复合材料聚合物系统将导致他们在未来几年大量用作包装材料。欧洲杯足球竞彩

带来更深奥的可能性增强屏障性能最近建议已经blown-films人工肠子!

油箱

纳米黏土的能力将减少溶剂传输通过聚酰胺等聚合物已被证明。De Bievre和中村宇部产业提供的数据显示显著减少燃料传输通过polyamide-6/66聚合物掺入纳米黏土填料。因此,相当大的兴趣正在这些材料所示为汽车油箱和燃油管路组件。欧洲杯足球竞彩进一步对这种类型的应用程序,减少燃料传输特性是伴随着显著的降低材料成本。

电影

填料结合在微小的存在也被证明有重大影响的透明度和霾特征的电影。相比传统填充聚合物、纳米黏土公司被证明能显著提高透明度,减少烟雾。与基于聚酰胺复合材料,这种效应已被证明是由于结晶行为的修改带来的纳米黏土颗粒;欧洲杯猜球平台spherilitic域尺寸小得多。同样,纳米聚合物已被证明,当采用外套高分子透明材料,提高这些材料的韧性和硬度不干扰光传输特性。欧洲杯足球竞彩的能力抵抗高速度的影响结合显著提高耐磨性被Haghighat特里同系统演示。

环境保护

水拉登大气长期以来被认为是最具破坏性的环境之一,高分子材料可以遇到。欧洲杯足球竞彩因此能减少水被吸收的程度可能是一个主要的优势。北奥提供的数据从密苏里州的浸信会学院表示重要程度纳米黏土合并可以减少聚合物吸水的程度。类似的效果已经观察到范Es DSM的聚酰胺纳米复合材料。此外,范Es指出纳米黏土长宽比的显著影响聚酰亚胺纳米复合材料水扩散特征。具体来说,增加比例大幅降低被发现的水吸收,从而表明纳米粒子结合的有利影响可能比较传统的微观粒子加载。疏水性增强显然促进纳米复合材料性能的提升和降低水的程度会传播到一个潜在的衬底。因此应用在接触水或潮湿的环境下可能会明显受益于材料中加入纳米黏土颗粒。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台

可燃性减少

纳米黏土的能力将降低聚合物材料的易燃性是一个主要的主题论文的吉尔曼在美国国家标准与技术研究院。欧洲杯足球竞彩在他的作品中吉尔曼证明可燃性的行为在多大程度上可以被限制在聚合物如聚丙烯2%纳米黏土加载。特别是热释放率,从锥形量热法实验,发现纳米黏土将大幅减少。虽然传统微粒填料结合,加上使用阻燃剂和发泡代理也会减少可燃性的行为,这通常是伴随着减少其他重要属性。与纳米黏土的方法,这通常是实现同时维护和增强其他属性和特征。

第一作者:J.N.干草和中华民国肖教授

来源:抽象的“2000年回顾纳米复合材料”

更多信息请访问纳米技术研究所

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