更新雷金纳德·戴维03/03/2023
纳米复合材料比传统填料同行更有优势和基础聚合物。这是由于非常有益的纳米复合材料的特性和改进的属性选择,传统材料。亚博网站下载
图片来源:Manusphoto / Shutterstock.com
本文将讨论准备、属性和纳米复合材料的应用领域。它还将为这些新材料探索一些最近的创新使用。亚博网站下载
纳米复合材料的制备
纳米复合材料与两个或更多组件被定义为复合材料,其中至少一个是纳米材料。亚博网站下载纳米复合材料是由增强阶段嵌入亚博网站下载到矩阵的阶段。阶段可以是纳米材料。
正确准备生产复合材料,既保留了矩阵的韧性和加固材料的强度。矩阵通常是一个艰难的或韧性材料,而加强材料密度低,但强度高。亚博网站下载
合成方法通常用来制备纳米复合材料,如纹理、软光刻技术,解决方案铸造和旋转涂布。在制备均一纳米颗粒分散是一个主要的挑战。色散影响相界面和最终的纳米复合材料的性质。
不同的材料、结构和成亚博网站下载分允许微调纳米复合材料的特性,如电气、机械、热、声、磁性质。纳米复合材料已经上升到多功能材料的领域。亚博网站下载
研究表明,分子水平上矩阵和纳米粒子之间的相互作用与高matrix-nanoparticle界面面积是影响纳米复合材料的机械和物理性能的关键。yabo214
提高纳米复合材料属性
大大改善了纳米复合材料的属性包括:
- 力学性能,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
纳米复合材料的缺点
传统的纳米颗粒的问题纳入材料包括影响性能和韧性。亚博网站下载研究表明,修改聚合物如聚酰胺纳米黏土颗粒减少纳米复合材料的性能产生的影响。亚博网站下载yabo214
这是一个关键问题,尤其是在应用程序中加载事件可能发生的影响。更好的理解之间的关系公式,纳米复合材料的结构和性能有必要改善其应用潜力。此外,最佳路线血小板剥落和色散是至关重要的。
粒子载荷
Nanoparticulate加载带来重大财产在极低负荷水平的改进。常规微粒添加剂需要更高的载荷水平达到类似性能的纳米复合材料。
因此,这导致体重显著下降,这是重要的应用在航空航天、军事等领域。此外,这使纳米复合材料相似的结构维度和更大的强度,对于屏障应用程序,增加屏障性能在同类材料厚度。
由于纳米颗粒添加机械性能收益
Polyamide-montmorillonite纳米复合材料显示显著增强属性。这些材料抗拉强度是在23岁的时候提高了大约40%亚博网站下载o在120 C和20%oc模改进高达惊人的220%曾被观察到在这些纳米复合材料。
热变形温度未改性聚酰胺增加从65年oC - 152oC nanoclay-modified材料。只有5%的加载与蒙脱石粘土需要实现这些大大改善了性能。相似的增强属性聚methacrylate-clay已观察到纳米复合材料。
等关键词也可以结合传统填料如长/短玻璃纤维,提供独特的福利和财产为聚合物纳米复合材料的增强。
应用领域
纳米复合材料已经收到主要兴趣在几个应用领域由于其力学性能的改善。大量汽车,工业和商业应用近几十年来一直在研究深度。
在汽车工业应用领域包括发动机盖、进气歧管、门把手、镜子外壳,和正时皮带覆盖在不同车辆类型。应用程序在其他商业领域包括真空叶轮和叶片,割草机的容器,手机封面,和电动工具外壳。
在食品包装行业中使用
上级屏障纳米复合材料的性质导致了广泛使用在食品包装行业的兴趣。等关键词添加到聚乳酸,polypropylene-based电影包装防止气体的扩散和调味品。通过提供增强的屏障属性电影,货架寿命增加
纳米复合材料也被应用于食品包装提供增强抗菌等功能性质的行为。纳米银粒子被广泛探讨作为抗菌剂添加到塑料复合材料,防止食物变质。
薄膜
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。
polyamide-based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;yabo214球状的域尺寸小得多。
当用来外套聚合物透明材料,纳米聚合物增强韧性和硬度没有干扰光传输特性。亚博网站下载
环境保护
高分子材料尤其受到w亚博网站下载ater-laden大气的影响。限制了材料的吸水率是一个重要的优势。亚博网站下载纳米黏土和纳米颗粒结合可以降低聚合物纳米复合材料的吸水程度。
疏水性增强聚合物材料的主要优点的限制装置损坏和透光率的水底层基板。亚博网站下载研究表明增加纳米黏土和纳米颗粒比例大幅降低了吸水率。
应用水接触,如海洋应用程序,可以受益于这些增强属性是司空见惯的事。此外,水保护商业智能手机和平板电脑等电子设备改善。
创新的纳米复合材料的应用
研究纳米复合材料和如何提高多个传统材料的性质产生了近年来创新应用。亚博网站下载这些包括graphene-enabled纳米复合材料、量子dot-enabled碳nanotube-enabled纳米复合材料,纳米复合材料。
石墨烯纳米复合材料蕴含着巨大的希望可再生能源领域的存储。他们已经广泛地探讨电极的替代品。深入研究这些材料已显示出了明显增强效率和超导体和锂离子电池的亚博网站下载能力。
研究人员已经开发出石墨烯和锡纳米复合材料为能源行业。应用了这些材亚博网站下载料作为锂离子电池高容量储能材料。他们有一个轻量级的三明治结构,提高电池性能。
量子dot-enabled纳米复合材料已经应用于活细胞成像在生物医学和生命科学产业。亚博老虎机网登录一个创新的方法,结合量子点和生物可降解水凝胶纳米粒子被用来创建一个交付系统传递到细胞质中。蜂窝组件可以使用这个标记的生物医学研究的过程。
未来
纳米复合材料已成为新型材料为许多工业和商业应用在过去的几十年。亚博网站下载大大改善了机械,物理,热,和屏障属性和能力调整最终的材料属性在准备多个研究者的兴趣。
创新应用在再生医学和能源储存等领域展示了当前纳米复合材料研究的巨大潜力。在不久的将来,纳米复合材料可以提供潜在的应用,如飞机翅膀比目前使用的合金,但轻如巴尔杉木。
更多的从AZoM:生物塑料是怎么做成的呢?
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。 |