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納米復(fù)合材料

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納米復(fù)合材料范文第1篇

關(guān)鍵詞:納米復(fù)合材料;工程材料;光學(xué)材料;磁性材料

中圖分類號(hào):TB33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)06-0007-02進(jìn)入21世紀(jì),各領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿牧系囊蕾嚦潭仍絹碓礁?,納米材料是一種應(yīng)用性能很高的工程材料,其應(yīng)用范圍非常廣泛。2008年,美國舉辦了材料科學(xué)學(xué)會(huì),會(huì)議指出:“納米材料工程將成為21世紀(jì)工程材料的重要組成部分?!奔{米復(fù)合材料是納米工程材料的重要分支,目前,很多企業(yè)已紛紛將技術(shù)研發(fā)目標(biāo)轉(zhuǎn)向納米復(fù)合材料,并逐漸加大研究力度,擴(kuò)大技術(shù)應(yīng)用范圍。

1 納米復(fù)合材料理論概述

通過對(duì)納米復(fù)合材料進(jìn)行系統(tǒng)分析可知,可以按照材料性質(zhì)將其劃分為三種類型。

1.1 單體復(fù)合材料

單體符合材料是不同種類、成分的納米粒子經(jīng)過工業(yè)處理復(fù)合而成的,這種納米固體的物理結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,且化學(xué)性質(zhì)也很可靠。因?yàn)榻M成成分少,所以單體復(fù)合材料納米粒子的復(fù)合最完全,其分子結(jié)構(gòu)之間的基團(tuán)鏈不會(huì)隨溫度、壓力的變化而變化。

1.2 雙體復(fù)合材料

雙體復(fù)合材料可以通過工業(yè)處理將納米粒子均勻的分散到二維薄膜材料中,粒子在彌散過程中會(huì)產(chǎn)生均勻或不均勻兩種分布狀態(tài),這兩種分布狀態(tài)的復(fù)合結(jié)構(gòu)都具有一定的穩(wěn)定性。均勻和非均勻彌散狀態(tài)的薄膜基體表現(xiàn)出的層狀結(jié)構(gòu)具有明顯的差異性,納米粒子分散混亂的材料的構(gòu)成層級(jí)種類很多,分散有序、均勻的材料層級(jí)種類較少。

1.3 多體復(fù)合材料

多體復(fù)合材料可以通過工業(yè)處理將納米粒子均勻的分散到三維固體中,納米粒子會(huì)通過外力作用,深入固體組織結(jié)構(gòu),改變其分子集團(tuán)的分布情況,進(jìn)而影響三維固體的物理性能和化學(xué)性能。多體復(fù)合材料的應(yīng)用前景非常好,是當(dāng)今納米材料科研工作者研究的重點(diǎn)

問題。

2 納米復(fù)合材料發(fā)展趨勢分析

2.1 納米復(fù)合涂層材料

納米復(fù)合涂層材料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,并且柔韌性好、硬度高、耐腐蝕性強(qiáng),在工程材料表面涂抹這種防護(hù)材料不僅可以防止工程材料的破損,還能增加工程材料的防護(hù)功能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,復(fù)合涂層材料得到了顯著發(fā)展,單一納米結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬蛹{米結(jié)構(gòu)。美國著名納米工程材料研究專家普修斯于2012年成功研制出了復(fù)合涂層納米材料,這類納米材料的抗氧化性能非常好,可以在高溫條件下保持不褪色、不熱化。對(duì)其材料進(jìn)行強(qiáng)度檢測可發(fā)現(xiàn),該材料的涂層硬度高達(dá)20.SGpa,是碳鋼強(qiáng)度的35倍。具體工藝流程如下:首先,用激光蒸發(fā)法去除鋼表面的納米結(jié)構(gòu),將金剛石納米粒子涂抹在鋼表面;之后,重復(fù)上述工藝步驟,在鋼表面上涂抹兩層金剛石納米粒子;最后,在高溫條件下對(duì)鋼表面材料進(jìn)行擠壓復(fù)合。經(jīng)過多次擠壓,納米復(fù)合涂層材料就此形成,經(jīng)過加工,鋼材料的硬度提高了23.4倍。

2.2 高力學(xué)性能材料

高力學(xué)性能是突出材料的強(qiáng)度、硬度等物理性能,工程材料經(jīng)過力學(xué)改性之后,其物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。對(duì)原始材料進(jìn)行改性實(shí)驗(yàn)雖然在一定程度可以提高材料的某些力學(xué)性能,但這種性能的提升具有很強(qiáng)的局限性,并不能真實(shí)的體現(xiàn)出材料的力學(xué)極限。經(jīng)過納米復(fù)合材料改性,高力學(xué)性能材料得到了非常顯著的研究成果。高力學(xué)性能材料發(fā)展趨勢,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)高強(qiáng)度合金。采用晶化法可以大大提升納米復(fù)合合金材料的力學(xué)性能,對(duì)金屬進(jìn)行納米復(fù)合實(shí)驗(yàn),可以將材料轉(zhuǎn)變成復(fù)合型納米金屬,如將鋁進(jìn)行納米復(fù)合實(shí)驗(yàn),鋁會(huì)轉(zhuǎn)化為過度族金屬,這種金屬結(jié)構(gòu)的延展性和強(qiáng)度非常高。

(2)陶瓷增韌。納米粒徑很小,所以納米粒子很容易就可滲透到細(xì)小分子結(jié)構(gòu)中,粘合關(guān)聯(lián)性并不緊密的各分子基團(tuán)。在陶瓷增韌領(lǐng)域納米復(fù)合材料起到了很好的促進(jìn)作用,在碳化硅粉末中加入粒徑為10μm的碳化硅粗粉,在高溫高壓條件下進(jìn)行合成,合成之后碳化硅的物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的改變,煅燒后的陶瓷材料的柔韌性明顯增強(qiáng)了,斷裂韌性提高了34.23%。

2.3 高分子基納米復(fù)合材料

高分子材料近幾年在我國工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,高分子材料的物理性能穩(wěn)定且可塑性好,所以在裝飾行業(yè)中的發(fā)展前景非常廣闊。采用納米復(fù)合方式結(jié)合高分子基是我國納米工程材料正在研究探討的重要課題,目前我國科研專家已初步完成了部分高分子基納米復(fù)合材料的研制工作。具體表現(xiàn)在:將鐵和銅粉末按照4:5的比例進(jìn)行研磨,研磨均勻后用高粒子顯微儀器提取鐵銅合金粉體,通過顯微鏡觀察可知這種粉體的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,晶粒間的距離很短。這種粉體和環(huán)氧樹脂基團(tuán)進(jìn)行復(fù)合實(shí)驗(yàn)可以研制出高強(qiáng)度的金剛石材料,并且其材料還具有很強(qiáng)的靜電屏蔽性能。

2.4 磁性材料

磁性材料是我國工業(yè)材料中研究難度最大的課題之一,因?yàn)榇判圆牧系碾姶怒h(huán)境不好判斷,所以在應(yīng)用時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)合材料因磁性過大導(dǎo)致使用。隨著納米復(fù)合材料的研發(fā)和投入使用,磁性材料將進(jìn)入全新的發(fā)展階段。人們在顆粒膜中發(fā)現(xiàn)了巨磁阻效應(yīng),納米粒子在空間流動(dòng)會(huì)被周圍磁場帶入順磁基體當(dāng)中,空間中的銅、鐵、鎳等磁性粒子都會(huì)附著在納米粒子上。經(jīng)過金屬粒子和納米粒子的復(fù)合,顆粒膜材料不僅會(huì)擁有強(qiáng)大的電磁感應(yīng),還會(huì)具有較高的耐熱性能。

2.5 光學(xué)材料

傳統(tǒng)光學(xué)材料的綜合應(yīng)用能力很差,其材料的物理性能大多只能滿足導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,其硬度和穩(wěn)定性都很差。納米復(fù)合材料誕生之后,人們逐漸找到了納米粒子的發(fā)光原理。不發(fā)光的工程材料當(dāng)減小到納米粒子大小時(shí),其粒子周圍會(huì)因光色折射產(chǎn)生一定的光。在可見光范圍內(nèi)這些粒子會(huì)不斷產(chǎn)生新的光,雖然這些材料的納米粒子發(fā)出的光并不明顯,且穩(wěn)定度也很差,但是科研專家可以從這方面入手,研究納米復(fù)合材料的發(fā)光性能。將具有代表性的工程材料作為可發(fā)光體,并對(duì)其分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為納米粒子大小的發(fā)光體系,探討如何提高其發(fā)光強(qiáng)度、完善其結(jié)構(gòu)發(fā)光性能。由此可見,納米復(fù)合很可能為開拓新型發(fā)光材料提供了一個(gè)途徑。納米材料的光吸收和微波吸收的特性也是未來光吸收材料和微波吸收材料設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。

3 結(jié)語

通過上文論述可知,利用納米粒子超強(qiáng)的附著能力,可以將納米工藝和傳統(tǒng)材料有機(jī)的結(jié)合在一起,這種復(fù)合型納米材料具有重要發(fā)展意義。當(dāng)今社會(huì)納米復(fù)合材料的研究價(jià)值最高,其不僅在材料研究領(lǐng)域占有重要地位,在企業(yè)的發(fā)展中也是不可或缺的重要組成。

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納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J].塑料科技,2012,

納米復(fù)合材料范文第2篇

[關(guān)鍵詞]高聚物納米復(fù)合材料

        一、 納米材料的特性 

        當(dāng)材料的尺寸進(jìn)入納米級(jí),材料便會(huì)出現(xiàn)以下奇異的物理性能:

        1、尺寸效應(yīng)

        當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或投射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí),晶體的邊界條件將被破壞,非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面附近原子密度減小,導(dǎo)致聲、光電、磁、熱、力學(xué)等特性呈現(xiàn)出新的小尺寸效應(yīng)。如當(dāng)顆粒的粒徑降到納米級(jí)時(shí),材料的磁性就會(huì)發(fā)生很大變化,如一般鐵的矯頑力約為80a/m,而直徑小于20nm的鐵,其矯頑力卻增加了1000倍。若將納米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力學(xué)性能,甚至還可以賦予其新性能。

        2、表面效應(yīng)

        一般隨著微粒尺寸的減小,微粒中表面原子與原子總數(shù)之比將會(huì)增加,表面積也將會(huì)增大,從而引起材料性能的變化,這就是納米粒子的表面效應(yīng)。

        納米微粒尺寸d(nm) 包含總原子表面原子所占比例(%)103×1042044×1034022.5×1028013099從表1中可以看出,隨著納米粒子粒徑的減小,表面原子所占比例急劇增加。由于表面原子數(shù)增多,原子配位不足及高的表面能,使這些表面原子具有高的活性,很容易與其它原子結(jié)合。若將納米粒子添加到高聚物中,這些具有不飽和性質(zhì)的表面原子就很容易同高聚物分子鏈段發(fā)生物理化學(xué)作用。

        3、量子隧道效應(yīng)

        微觀粒子貫穿勢壘的能力稱為隧道效應(yīng)。納米粒子的磁化強(qiáng)度等也具有隧道效應(yīng),它們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化,這稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)。它的研究對(duì)基礎(chǔ)研究及實(shí)際應(yīng)用,如導(dǎo)電、導(dǎo)磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意義。

        二、高聚物/納米復(fù)合材料的技術(shù)進(jìn)展

        對(duì)于高聚物/納米復(fù)合材料的研究十分廣泛,按納米粒子種類的不同可把高聚物/納米復(fù)合材料分為以下幾類:

        1、高聚物/粘土納米復(fù)合材料

        由于層狀無機(jī)物在一定驅(qū)動(dòng)力作用下能碎裂成納米尺寸的結(jié)構(gòu)微區(qū),其片層間距一般為納米級(jí),它不僅可讓聚合物嵌入夾層,形成“嵌入納米復(fù)合材料”,還可使片層均勻分散于聚合物中形成“層離納米復(fù)合材料”。其中粘土易與有機(jī)陽離子發(fā)生交換反應(yīng),具有的親油性甚至可引入與聚合物發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)來提高其粘結(jié)。其制備的技術(shù)有插層法和剝離法,插層法是預(yù)先對(duì)粘土片層間進(jìn)行插層處理后,制成“嵌入納米復(fù)合材料”,而剝離法則是采用一些手段對(duì)粘土片層直接進(jìn)行剝離,形成“層離納米復(fù)合材料”。

        2、高聚物/剛性納米粒子復(fù)合材料

        用剛性納米粒子對(duì)力學(xué)性能有一定脆性的聚合物增韌是改善其力學(xué)性能的另一種可行性方法。隨著無機(jī)粒子微細(xì)化技術(shù)和粒子表面處理技術(shù)的 發(fā)展 ,特別是近年來納米級(jí)無機(jī)粒子的出現(xiàn),塑料的增韌徹底沖破了以往在塑料中加入橡膠類彈性體的做法。采用納米剛性粒子填充不僅會(huì)使韌性、強(qiáng)度得到提高,而且其性價(jià)比也將是不能比擬的。

        3、高聚物/碳納米管復(fù)合材料

        碳納米管于1991年由s.iijima 發(fā)現(xiàn),其直徑比碳纖維小數(shù)千倍,其主要用途之一是作為聚合物復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。

        碳納米管的力學(xué)性能相當(dāng)突出?,F(xiàn)已測出碳納米管的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值為30-50gpa。盡管碳納米管的強(qiáng)度高,脆性卻不象碳纖維那樣高。碳纖維在約1%變形時(shí)就會(huì)斷裂,而碳納米管要到約18%變形時(shí)才斷裂。碳納米管的層間剪切強(qiáng)度高達(dá)500mpa,比傳統(tǒng)碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

        在電性能方面,碳納米管作聚合物的填料具有獨(dú)特的優(yōu)勢。加入少量碳納米管即可大幅度提高材料的導(dǎo)電性。與以往為提高導(dǎo)電性而向樹脂中加入的碳黑相比,碳納米管有高的長徑比,因此其體積含量可比球狀碳黑減少很多。同時(shí),由于納米管的本身長度極短而且柔曲性好,填入聚合物基體時(shí)不會(huì)斷裂,因而能保持其高長徑比。愛爾蘭都柏林trinity學(xué)院進(jìn)行的研究表明,在塑料中含2%-3%的多壁碳納米管使電導(dǎo)率提高了14個(gè)數(shù)量級(jí),從10-12s/m提高到了102s/m。

        三、前景與展望

        在高聚物/納米復(fù)合材料的研究中存在的主要問題是:高聚物與納米材料的分散缺乏專業(yè)設(shè)備,用傳統(tǒng)的設(shè)備往往不能使納米粒子很好的分散,同時(shí)高聚物表面處理還不夠理想。我國納米材料研究起步雖晚但 發(fā)展 很快,對(duì)于有些方面的研究工作與國外相比還處于較先進(jìn)水平。如:漆宗能等對(duì)聚合物基粘土納米復(fù)合材料的研究;黃銳等利用剛性粒子對(duì)聚合物改性的研究都在學(xué)術(shù)界很有影響;另外,四川大學(xué)高分子 科學(xué) 與工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的磨盤法、超聲波法制備聚合物基納米復(fù)合材料也是一種很有前景的手段。盡管如此,在總體水平上我國與先進(jìn)國家相比尚有一定差距。但無可否認(rèn),納米材料由于獨(dú)特的性能,使其在增強(qiáng)聚合物應(yīng)用中有著廣泛的前景,納米材料的應(yīng)用對(duì)開發(fā)研究高性能聚合物復(fù)合材料有重大意義。特別是隨著廉價(jià)納米材料不斷開發(fā)應(yīng)用,粒子表面處理技術(shù)的不斷進(jìn)步,納米材料增強(qiáng)、增韌聚合物機(jī)理的研究不斷完善,納米材料改性的聚合物將逐步向 工業(yè) 化方向發(fā)展,其應(yīng)用前景會(huì)更加誘人。

參考 文獻(xiàn) :

[1] 李見主編.新型材料導(dǎo)論.北京:冶金工業(yè)出版社,1987.

納米復(fù)合材料范文第3篇

[關(guān)鍵詞]丹參;納米銀;磺胺嘧啶銀;無菌;熱原;刺激作用;全身急性毒性

[中圖分類號(hào)]R644 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-6455(2007)05-0596-04

在金屬納米材料中,銀以其獨(dú)特的抗菌性能而在醫(yī)學(xué)界得到廣泛應(yīng)用,特別是在大量抗生素耐藥的今天。而納米銀使銀的殺菌能力產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。因此,在燒傷整形領(lǐng)域出現(xiàn)越來越多的含納米銀的新敷料。一種新的醫(yī)用生物材料應(yīng)用于臨床前需對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。因此,本研究對(duì)自制的丹參納米銀復(fù)合材料進(jìn)行了無菌試驗(yàn)、熱原試驗(yàn)、原發(fā)性皮膚刺激試驗(yàn)、皮內(nèi)刺激試驗(yàn)、急性全身毒性試驗(yàn)及測定全血及組織中的痕量銀以評(píng)價(jià)該材料的生物安全性,為其作為創(chuàng)面修復(fù)和種子細(xì)胞的支架材料提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑:HS-1300超凈工作臺(tái)(蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司);101AB-Z電熱恒溫?zé)峁娘L(fēng)干燥箱(上海華聯(lián)環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備公司恒昌儀器廠);XW-80A旋渦混合器(上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠);銀元素空心陰極燈;360MC型原子吸收分光光度計(jì)(上海第三分析儀器廠)。

丹參注射液(江蘇安格藥業(yè)有限公司,生產(chǎn)批號(hào):061205D);粉狀殼聚糖(浙江玉環(huán)化工廠,脫乙酰度90%以上);冰醋酸(99.5%),硝酸銀,氫氧化鈉,檸檬酸三鈉等均為分析純;8%硫化鈉溶液,3%戊巴比妥鈉。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:1.9~2.8kg家兔,17~23g健康小白鼠,0.2kg左右SD大鼠,由南通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 丹參納米銀復(fù)合材料的制備

1.3.1.1 納米銀的制備:根據(jù)Meisel報(bào)道的方法制備納米銀。

1.3.1.2 殼聚糖膜的制備:用1%冰醋酸溶液溶解殼聚糖得到1.5%的殼聚糖溶液。過濾后倒入塑料培養(yǎng)皿中烘干成膜。

1.3.1.3 丹參納米銀復(fù)合材料的制備:通過自組裝技術(shù)得到丹參納米銀復(fù)合材料。

1.3.2 無菌試驗(yàn):根據(jù)中華人民共和國藥典(二部,2005)附錄XIH進(jìn)行無菌試驗(yàn)。

1.3.3熱原試驗(yàn)

1.3.3.1 浸提液的制備:將丹參納米銀復(fù)合材料切成30mm×5mm條狀,置于去熱原的25ml錐形瓶中,按受試材料3cm2:1ml氯化鈉注射液的比例,取一定量的氯化鈉注射液于錐形瓶中,置于37℃電熱恒溫培養(yǎng)箱中浸提72h。72h后將浸提液轉(zhuǎn)移至另一去熱原的錐形瓶中,調(diào)節(jié)pH值為7.0左右,4℃保存?zhèn)溆?。以上過程均在潔凈工作臺(tái)上按無菌操作要求進(jìn)行。

1.3.3.2 熱原檢查法:根據(jù)GB/T16175-1996熱原試驗(yàn),在試驗(yàn)前7天選3只家兔,雌雄不限,雌兔無孕,且測溫前7天內(nèi)應(yīng)在同一環(huán)境條件用同一飼料飼養(yǎng),在此期間家兔體重?zé)o減輕,精神、食欲、排泄等無異常。預(yù)測體溫時(shí)用肛溫計(jì)插入家兔,深度約6cm,時(shí)間為2min,取出肛溫計(jì)并記下讀數(shù)。每隔lh測量1次,共測4次,體溫均在38.O~39.6℃的范圍內(nèi),且最高最低體溫的差數(shù)不超過0.4℃,符合熱原試驗(yàn)要求。

3天后將家兔固定于固定器內(nèi)。30min后開始第1次測量,以后每隔30min測1次,共測2次。體溫之差不超過0.2℃,以此2次體溫的平均值為該兔的正常體溫。且當(dāng)日使用家兔的體溫在38.0~39.6℃的范圍內(nèi),各兔間正常體溫之差不超過1℃。在家兔正常體溫符合要求后15min內(nèi),自耳靜脈緩慢注入預(yù)熱38℃丹參納米銀復(fù)合材料浸提液,劑量為l0ml/kg。注射后每隔1h測量體溫1次,6次體溫中最高的1次減去正常體溫為試驗(yàn)家兔體溫升高值。

1.3.4 原發(fā)性皮膚刺激試驗(yàn):受試家兔6只,實(shí)驗(yàn)前24h,脊柱兩側(cè)各選2個(gè)3cm×3cm面積的去毛區(qū),用8%的硫化鈉溶液去毛,間距l(xiāng)0cm。用75%(v/V)乙醇消毒背部去毛區(qū),用2.5cm×2.5cm濾紙塊浸泡于丹參納米銀復(fù)合材料的浸提液中至飽和,貼敷于試驗(yàn)部位。浸提介質(zhì)生理鹽水作為陰性對(duì)照,3.5%甲醛溶液作為陽性對(duì)照。材料貼敷于皮膚后,立即用3cm×3cm紗布?jí)K覆蓋,最外層用膠布固定。貼敷固定24h后,移去貼敷物,用溫水清潔貼敷區(qū)l并吸干,觀察移去斑貼物后24、48和72h皮膚的紅斑及水腫情況。計(jì)算原發(fā)刺激指數(shù)(PII),參考文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記分并評(píng)價(jià)。

1.3.5 皮內(nèi)刺激試驗(yàn):實(shí)驗(yàn)前24h,受試家兔脊柱兩側(cè)各剪剃5cm×25cm區(qū)域兔毛,應(yīng)避免損傷皮膚。用75%(V/V)乙醇消毒暴露的皮膚。在兔脊柱兩側(cè)各選擇10個(gè)點(diǎn),每點(diǎn)間隔2cm,每點(diǎn)皮內(nèi)注射劑量0.2ml。一側(cè)前5點(diǎn)注射丹參納米銀復(fù)合材料生理鹽水浸提液,后5點(diǎn)注射同批陰性對(duì)照生理鹽水;另一側(cè)前后5點(diǎn)分別注射丹參納米銀復(fù)合材料植物油浸提液和陰性對(duì)照植物油。注射后24、48、72h觀察注射局部及周圍皮膚組織反應(yīng),參考文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記分并評(píng)價(jià)。

1.3.6 急性全身毒性試驗(yàn):將健康小白鼠隨機(jī)分為試驗(yàn)材料組和對(duì)照兩組,每組5只。試驗(yàn)組動(dòng)物由尾靜脈注射丹參納米銀復(fù)合材料生理鹽水浸提液,劑量為50ml/kg。對(duì)照組動(dòng)物由尾靜脈注射同批號(hào)的生理鹽水,劑量為50ml/kg。注射后于24、48、72h觀察記錄試驗(yàn)和對(duì)照組動(dòng)物的一般狀態(tài)、毒性表現(xiàn)和死亡動(dòng)物數(shù)。觀察指標(biāo)參考文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.7 銀含量測定;0.2kg左右健康成年SD大鼠48只,隨機(jī)分為正常對(duì)照組(12只),治療I組(創(chuàng)面外敷丹參納米銀復(fù)合材料,12只)、治療II組(創(chuàng)面外敷納米銀仿生敷料,12只)、治療III組(創(chuàng)面外敷磺胺嘧啶銀粉劑,12只)。治療I組、II組、III組sD大鼠用取皮刀造成10%~13%TBSA(Tota]Body Surface Area)深I(lǐng)I度切割傷。

治療I組、治療II組和治療III組在治療前和治療后2天、4天、5天、7天、13天和16天眼眶采血,采用火焰原子吸收分光光度法測定sD大鼠血液中銀的含量。當(dāng)創(chuàng)面恢復(fù)半個(gè)月后處死SD大鼠,取其肝、腦、腎,用火焰原子吸收分光光度法測定各組織中的銀含量。

1.3.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:銀含量檢測數(shù)據(jù),用State 7.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 無菌試驗(yàn)結(jié)果:培養(yǎng)5天后,接種有丹參納米銀復(fù)合材料的需氧一厭氧菌培養(yǎng)管、環(huán)境監(jiān)測的陰性對(duì)照管無菌生長,陽性對(duì)照管有菌生長;培養(yǎng)7天后,接種有丹參納米銀復(fù)合材料的真菌培養(yǎng)管、環(huán)境監(jiān)測的陰性對(duì)照管無菌生長,陽性對(duì)照管有菌生長,說明該材料無菌。

2.2 熱原試驗(yàn)結(jié)果:由表l可見,3只家兔體溫升高均低于0.6℃,并且3只家兔體溫升高總和低于1.4℃,說明該材料無熱原。

2.3 原發(fā)性皮膚刺激試驗(yàn)結(jié)果:由表2可見,丹參納米銀復(fù)合材料浸提液貼敷家兔皮膚未見紅斑,無水腫形成,說明該材料對(duì)家兔皮膚無刺激性。

2.4 皮內(nèi)刺激試驗(yàn)結(jié)果:表3為皮內(nèi)刺激試驗(yàn)的結(jié)果,可見丹參納米銀復(fù)合材料無皮內(nèi)刺激反應(yīng)。

2.5 急性全身毒性試驗(yàn)結(jié)果:急性全身毒性試驗(yàn)結(jié)果見表4。

2.6 全血中銀含量的變化:從表5中可以看到丹參納米銀組、納米銀仿生敷料組各個(gè)時(shí)點(diǎn)血銀的含量明顯比磺胺嘧啶銀組低,丹參納米銀組、納米銀仿生敷料組全血銀含量無差異(P>O.05)。丹參納米銀組、納米銀仿生敷料組銀含量最高是正常水平的7倍,而磺胺嘧啶銀組高達(dá)26倍。第13天,丹參納米銀組、納米銀仿生敷料組SD大鼠血銀含量基本恢復(fù)正常水平(與正常組銀含量0.07±0.03/zg/g相比,P>0.05),而此時(shí)磺胺嘧啶銀組SD大鼠銀含量是正常全血銀的5倍(P<0.01)。

納米復(fù)合材料范文第4篇

關(guān)鍵詞:納米高嶺土;水泥基材料;工作性;強(qiáng)度;滲透性;SEM;氯離子;RCM

中圖分類號(hào):TU52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):16744764(2014)01013008

嚴(yán)重暴雪和特大暴雪將造成交通路網(wǎng)陷于癱瘓狀態(tài),為及時(shí)通車,傳統(tǒng)的氯鹽型融雪劑成為融雪的首選材料。然而隨著大雪的消融,諸多公路基礎(chǔ)設(shè)施遭到損壞,融雪劑對(duì)公路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施耐久性的長期負(fù)面影響已經(jīng)引起土木工程界的關(guān)注。盡管氯鹽類融雪劑對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和環(huán)境帶來巨大的損壞,但從融雪效能、速度、方便快捷到成本效益的比較,目前在世界范圍內(nèi)仍難以取代。

據(jù)估算,美國每年因氯鹽腐蝕破壞環(huán)境的成本占GNP的4%(相當(dāng)于美國國防開支);氯鹽融雪劑造成哥本哈根地區(qū)102座橋中50%出現(xiàn)嚴(yán)重的鋼筋銹蝕;法國每年冬季消耗150萬 t氯鹽類融雪劑,耗資4億法郎。中國化冰鹽使用時(shí)間較其他國家短,混凝土結(jié)構(gòu)損壞尚未完全顯現(xiàn);但化冰鹽造成北京西直門老立交橋在使用20 a便被迫拆除的工程實(shí)例足以給我們警示。據(jù)報(bào)導(dǎo),近年來中國冬季融雪劑的用量逐年增加。2001年北京市使用融雪劑1 000 t左右,2002年增至7 000 t;2008年中國南方特大雪災(zāi),僅京珠高速公路灑落近千噸融雪劑;2009年2月北京3場降雪便消耗融雪劑9 000多t;2010年中國遭遇大面積大雪和歷史上罕見低溫天氣,僅1月份北京首場降雪便消耗融雪劑3萬t;2011年中國再次大面積遭遇大雪,融雪劑不得不廣泛使用。近年來,不少發(fā)達(dá)國家致力于開發(fā)新型環(huán)保型融雪材料,但終因價(jià)格和適用性等原因無法推廣。因此,如何通過提高混凝土材料的抗氯離子滲透特性以從根本上減小或避免其對(duì)土木工程的損壞十分重要。

范穎芳,等:納米高嶺土顆粒改性水泥基復(fù)合材料的性能

中國正處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期,諸多耗資巨大的重要構(gòu)筑物,如跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺(tái)、海港、近海與海岸工程等已經(jīng)或正在興建,其中混凝土結(jié)構(gòu)始終是普遍采用的結(jié)構(gòu)形式。然而,海洋環(huán)境、融雪環(huán)境中水分和氯離子滲透至混凝土內(nèi)部將直接導(dǎo)致鋼筋銹蝕、混凝土開裂,進(jìn)一步加速鋼筋銹蝕,形成惡性循環(huán)致使混凝土結(jié)構(gòu)劣化,甚至引發(fā)災(zāi)難性事故的工程案例不勝枚舉。自20世紀(jì)50 年代至今,氯離子在普通混凝土中滲透作用成為普遍關(guān)注的課題,學(xué)者們在氯離子擴(kuò)散模型、氯離子滲透預(yù)測、裂縫對(duì)氯離子滲透影響、荷載對(duì)氯離子滲透作用影響等方面開展了廣泛的試驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬,取得了豐碩的成果。然而,如何從材料層次出發(fā),通過提高材料抗氯離子滲透特性以從根本上改善混凝土結(jié)構(gòu)耐氯鹽侵蝕性能的研究尚有待開展。

氯離子在水泥基材料中的擴(kuò)散性能受水灰比、水泥類型、混凝土配合比、養(yǎng)護(hù)條件等諸多因素有關(guān)。在實(shí)際工程中,在混凝土中摻加不同種類的塑化劑降低混凝土氯離子滲透性,造成材料強(qiáng)度和延性降低。隨著納米技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用,學(xué)者們對(duì)混凝土中摻加納米SiO2、納米TiO2、納米Fe2O3、Al2O3和高嶺土顆粒來改善混凝土性能,研究了不同納米顆粒對(duì)水泥基材料增韌機(jī)理、物理力學(xué)性能等[14]方面的影響。He等[5]研究了蒙脫粘土、SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3等不同納米顆粒對(duì)水泥砂漿抗氯離子滲透性的影響,研究表明當(dāng)納米顆粒摻量為水泥質(zhì)量1%時(shí),蒙脫粘性水泥砂漿28 d氯離子擴(kuò)散系數(shù)最小。另外,Tregger等[6]和Morsy等[7]研究表明納米高嶺土的雙層結(jié)構(gòu)能有效阻礙氯離子的滲透。因此,鑒于粘土材料低廉的價(jià)格,采用納米高嶺善水泥基材料的氯離子滲透性必將有十分廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前有關(guān)納米高嶺性水泥基材料氯離子滲透性、納米高嶺土最佳摻量等方面的定量研究成果尚較缺乏。

為了研究高抗氯離子滲透性水泥混凝土,將納米高嶺土摻入水泥基材料,研究納米高嶺土顆粒對(duì)水泥基材料氯離子滲透性的改善效果,基于前期有關(guān)納米高嶺土在水泥基材料中分散性研究成果[8],確定了提高水泥砂漿、水泥混凝土氯離子滲透性的高嶺土最佳摻量,探討了高嶺性水泥基材料(包括水泥凈漿、水泥砂漿和水泥混凝土)工作性、強(qiáng)度和氯離子滲透性;從微觀角度揭示高齡土顆粒對(duì)水泥基材料性能的改性機(jī)理。

1試驗(yàn)部分

1.1主要原料

試驗(yàn)用水泥為小野田PO42.5R普通硅酸鹽水泥,其化學(xué)成分詳見表1。所用納米顆粒材料為納米高嶺土,是納米高嶺土原礦用破碎機(jī)進(jìn)行粗、中碎以后,采用沖擊磨進(jìn)行一段超細(xì)粉碎,然后經(jīng)煅燒精制而成,其理論化學(xué)組成為Al2Si2O5(OH)4 [9]。利用掃描電鏡和XRD觀測,可以得到納米高嶺土微觀形貌(如圖1所示),其化學(xué)成分和主要技術(shù)參數(shù)分別列于表1和表2。

納米復(fù)合材料范文第5篇

Abstract:The blending method was used to prepare nanoSiO2/epoxy composites, where nanoSiO2 was premodified using silane coupling agent. The influences of nanoSiO2 content on the microstructure, thermal stability and dielectric properties of SiO2/EP composites were studied by using IR, SEM, TGA, impedance analyzer et al. The microscopic mechanism of thermal stability and dielectric property evolutions of the SiO2/EP composites were also discussed. with the increase of nanoSiO2 content, the thermal stability of SiO2/EP composites gradually increased, while the dielectric constant and dielectric loss factor of the composites decreased first and then increased. When the content of nanoSiO2 equaled 4%, the nanoparticles exhibited a uniform dispersion in composite, its dielectric constant was 2.86, and its corresponding dielectric loss was 0.023 53.

Key words:thermal stability; epoxy resin; modified nanoSiO2; dielectric properties

隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展, 人類社會(huì)正穩(wěn)步朝著高度信息化的方向發(fā)展,信息處理與信息通訊正構(gòu)成高度信息化科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展中的兩大技術(shù)支柱.以高速計(jì)算機(jī)、示波器、IC測試儀器為主體的信息處理技術(shù)追求信息處理的高速化、容量的增大化和體積的小型化;以手機(jī)、衛(wèi)星通訊及藍(lán)牙技術(shù)等為代表的信息通訊技術(shù)追求多通道數(shù)、高性能化和多功能化,使得使用頻率不斷提高,進(jìn)入高頻甚至超高頻領(lǐng)域.在高頻電路中,由于基板介電常數(shù)越低,信號(hào)傳播得越快;基板的介電常數(shù)越小,損耗因數(shù)越小,信號(hào)傳播的衰減越小[1],因此,要實(shí)現(xiàn)高速傳輸、低能量損耗與小的傳輸延時(shí),則對(duì)基板材料提出了更高的要求,即要求基板材料為低ε、低tanδ.此外,高的耐熱性,低的吸水性和高的尺寸穩(wěn)定性也是高頻電路對(duì)基板材料的基本要求[2].傳統(tǒng)的基板材料(FR4)所用的基體樹脂主要為環(huán)氧樹脂,因其成本低、工藝成熟而在印刷電路板中大量使用;但作為高頻電路基板材料,卻暴露出介電性能低劣、耐熱性不佳、熱膨脹率偏高、耐濕性差等缺陷.因此開發(fā)適合高頻電路基板材料用的樹脂體系是印刷電路板行業(yè)目前研究的一個(gè)重要方向,而對(duì)EP進(jìn)行改性并借助EP較為成熟的生產(chǎn)和加工工藝研究、開發(fā)和制備新型的樹脂體系,是制備高性能電路基板的一條非常經(jīng)濟(jì)有效的途徑[3-5] .

研究表明,無機(jī)納米粒子彌散分布的樹脂基體材料,由于納米粒子具有的表面特性和晶體結(jié)構(gòu)使基體材料顯示出一系列優(yōu)異的性能[6-7],其中納米SiO2 改性樹脂基體具有很多優(yōu)異的性能[8-10],但納米SiO2表面存在大量的羥基使其表現(xiàn)為親水性、易團(tuán)聚,貯存穩(wěn)定性差等缺點(diǎn).因此納米顆粒在樹脂中的均勻分散是制備高性能納米顆粒彌散分布有機(jī)樹脂的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[11].

本文采用硅烷偶聯(lián)劑KH570改性納米SiO2粉體,通過共混法制備了高性能SiO2EP樹脂復(fù)合材料,并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性和介電性能進(jìn)行研究.

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

納米SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.5%,粒徑15 nm,杭州萬景新材料有限公司;苯(A.R.)、二甲苯(A.R.)、無水乙醇、H2O2 (30 %,A.R.),γ2(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(A.R. KH570)、環(huán)氧樹脂(E44,6101)(湖南三雄化工廠)、固化劑聚酰亞胺(低分子650)(湖南三雄化工廠).

1.2SiO2改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備

參考文獻(xiàn)[11],采用 γ2(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)對(duì)納米SiO2進(jìn)行表面改性處理得到親油性納米SiO2粉體.

SiO2改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備工藝如下(以2% SiO2EP為例):取2 g親油性SiO2粉體,超聲分散于80 mL二甲苯中,然后加入49 g環(huán)氧樹脂,攪拌均勻后再加入49 g的聚酰胺固化劑,超聲分散攪拌均勻,最后將混合體系傾入鋁制模具中,放置于烘箱中先于120 ℃預(yù)固化2 h,再升溫至150 ℃固化3 h,最后于180 ℃固化1 h得最終試樣.

為對(duì)比不同試樣的性能,采用相同工藝制備了未添加納米SiO2的EP.不同組成的試樣編號(hào)如表1所示.

1.3性能測試

采用傅立葉變換紅外光譜(FTIR,Avatar360,Nicolet)研究改性納米SiO2前后,不同試樣中化學(xué)鍵的變化,判斷可能發(fā)生的反應(yīng).操作條件:采用KBr壓片法制樣,測量的波長范圍為(4 000~400) cm-1.

采用掃描電子顯微鏡(SEM,JSM6700F,Jeol)表征微觀形貌,觀察納米顆粒在復(fù)合材料中的分散情況.

用STA449C綜合熱分析儀研究試樣的熱穩(wěn)定性.操作條件:樣品質(zhì)量為25~35 mg,Ar流量為50 mL?min-1,升溫速率為10 ℃?min-1,溫度變化范圍為(0~800) ℃.

介電常數(shù)是指介質(zhì)在外加電場時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場,在相同的原電場中某一介質(zhì)中的電容率與真空中的電容率的比值. 介電損耗是電介質(zhì)在交變電場中,由于消耗部分電能而使電介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象.SiO2改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的介電常數(shù)和介電損耗采用美國安捷倫公司生產(chǎn)的Agilent 4991A高頻阻抗分析儀測試,測試頻率為1 M~1 G,測試夾具為美國安捷倫公司生產(chǎn)的Agilent16453A介電性能測試夾具.

2結(jié)果與討論

2.1FTIR分析

圖1為3種試樣的紅外圖譜.對(duì)改性納米SiO2而言,位于1 103 cm-1左右的一個(gè)寬強(qiáng)峰及812 cm-1附近的一個(gè)尖峰屬于Si-O-Si鍵的對(duì)稱振動(dòng)峰(νSi-O-Si) .波數(shù)為1 395 cm- 1 的吸收峰屬于νSiO-H的伸縮振動(dòng)峰;波數(shù)為1 637 cm-1 處的吸收峰屬于νC = C 的伸縮振動(dòng)峰,波數(shù)為1 606 cm-1 處的吸收峰歸屬于νC-C的收縮振動(dòng)峰,這兩種化學(xué)鍵均來自于硅烷偶聯(lián)劑KH570,從這幾個(gè)吸收峰來看,硅烷偶聯(lián)劑已經(jīng)成功地連接在SiO2表面[11-12].同時(shí)由于改性納米SiO2中仍存在Si-OH鍵振動(dòng)峰,表明偶聯(lián)劑在納米SiO2表面的反應(yīng)進(jìn)行得并不完全,偶聯(lián)劑用量對(duì)SiO2改性效果的影響有待進(jìn)一步研究.

由于聚酰亞胺固化EP材料的官能團(tuán)較多,本文重點(diǎn)分析添加改性SiO2后,相應(yīng)官能團(tuán)的變化.對(duì)比添加改性納米SiO2前后EP的紅外吸收,可知納米SiO2在1 395 cm- 1處的峰消失,同時(shí)EP材料中出現(xiàn)于1 628 cm-1處的δCO-H和1 405 cm-1處的δN-H的強(qiáng)度降低甚至消失,表明硅烷偶聯(lián)劑和改性納米SiO2與EP樹脂材料發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致δCO-H和δN-H吸收峰強(qiáng)度降低或者消失.

波數(shù)/cm-1

2.2納米SiO2添加量對(duì)EP熱穩(wěn)定性能的影響

圖2為不同樣品在Ar氣氛下的熱重(TG)曲線和微分熱重(DTG)曲線.從圖2(a)所示TG曲線可以看出,不同組成的試樣在Ar氣氛中的熱失重過程相似,在300~500 ℃,在相同的溫度下,隨SiO2含量的增加,失重率顯著升高;而當(dāng)失重率相同時(shí),隨SiO2含量的增加,復(fù)合樹脂對(duì)應(yīng)的溫度升高,表明其熱穩(wěn)定性增加.表2給出了不同試樣一定失重率對(duì)應(yīng)的溫度.

從圖2(b)所示DTG曲線可以看出,0#試樣有兩個(gè)峰值,這表明EP基體的分解可大致分為兩個(gè)步驟,這兩個(gè)失重峰對(duì)應(yīng)的分別是環(huán)氧樹脂基體的熱分解和裂解殘?zhí)嫉难趸痆13-14].隨著添加量的增加,第一個(gè)峰值逐漸變平緩直到最后消失,而失重速率最大時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值溫度(見表2)則逐漸升高,這也表明隨添加量的增加,偶聯(lián)劑的官能團(tuán)和改性納米SiO2表面殘留的Si-OH與基體樹脂的官能團(tuán)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),從而提高了樹脂基體的“牢固度”[15].添加量越多,“牢固度”增加的程度越大,從而導(dǎo)致基體材料的熱穩(wěn)定性逐漸提高.

由于環(huán)氧樹脂及其固化劑含有較多的氧,因此盡管在惰性氣氛中進(jìn)行熱分解研究,但其裂解后的殘?zhí)苛繋缀跬耆В瑲堄噘|(zhì)量與添加在其中的SiO2量相一致[14].

2.3納米SiO2添加量對(duì)EP微觀形貌的影響

圖3為添加不同納米SiO2顆粒的SiO2/EP復(fù)合材料的微觀形貌圖譜.從圖3(a)中可以看出,未添加SiO2的試樣斷面較為粗糙;從圖3(b)~(e)可以看出,隨SiO2添加量的增加,其在EP中的分布由分散均勻,團(tuán)聚少(圖3(b) 和3(c)),逐步改為團(tuán)聚明顯,分散均勻性差(圖3(d) 和3(e)).當(dāng)添加量為4%時(shí),納米SiO2均勻地分散在EP基體中,粒徑約為30 nm,對(duì)比原始SiO2尺寸,納米顆粒還存在微弱的團(tuán)聚現(xiàn)象.隨添加量的增加,納米SiO2團(tuán)聚現(xiàn)象明顯增加,當(dāng)添加量增加到16%時(shí),納米顆粒出現(xiàn)嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象,這將影響其介電性能.這種團(tuán)聚一方面是由于納米顆粒有很高的比表面積,同時(shí)由于偶聯(lián)劑與納米SiO2顆粒表面Si-OH反應(yīng)得并不完全,導(dǎo)致納米顆粒表面仍存在Si-OH,這些官能團(tuán)彼此之間可以發(fā)生縮合反應(yīng)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚.

2.4納米SiO2添加量對(duì)EP基體介電性能的影響

2.4.1納米SiO2添加量對(duì)EP介電常數(shù)的影響

圖4為不同試樣的介電常數(shù)與測試頻率的關(guān)系曲線圖.從圖4可以看出,5組試樣的介電常數(shù)均隨著頻率的升高呈下降趨勢.同時(shí)隨著納米SiO2添加量的增加,試樣的介電常數(shù)呈先降低后升高的趨勢.當(dāng)添加量為4%時(shí),試樣的介電常數(shù)具有最低值.

log(f/Hz)

析認(rèn)為,當(dāng)納米SiO2的添加量小于4%時(shí),納米SiO2添加到樹脂基體后,形成了“ 核殼過渡層”結(jié)構(gòu),以“核”作為交聯(lián)點(diǎn)使得復(fù)合材料的交聯(lián)度提高,其極性基團(tuán)取向活動(dòng)變得困難, 因而復(fù)合材料的介電常數(shù)下降.而當(dāng)納米SiO2的添加量大于4%時(shí),納米SiO2本身介電性能較高的影響超過了其對(duì)樹脂基體極性基團(tuán)的“束縛”作用而產(chǎn)生了介電性能降低效應(yīng),這就導(dǎo)致復(fù)合材料介電常數(shù)的增加[16].

2.4.2納米SiO2添加量對(duì)EP介電損耗的影響

圖5為5種試樣的介電損耗隨頻率的變化曲線.從圖5可以看出,試樣的介電損耗均隨測試頻率的增加先升高后降低;隨著納米SiO2加入量的增多呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢.同一測試頻率下,當(dāng)納米SiO2的添加量為4%時(shí),材料的介電損耗最低;當(dāng)納米SiO2的添加量為6%時(shí),材料的介電損耗開始增加;當(dāng)納米SiO2的添加量為16%時(shí),材料的介電損耗接近純EP試樣的介電損耗.

分析認(rèn)為,復(fù)合材料的介電損耗取決于環(huán)氧樹脂極性基團(tuán)的松弛損耗和極性雜質(zhì)電導(dǎo)損耗的共同作用.加入納米SiO2后,一方面改性納米SiO2表面的官能團(tuán)可以與聚酰亞胺固化EP中的官能團(tuán)反應(yīng),束縛了樹脂基體中極性基團(tuán)的運(yùn)動(dòng),從而降低了松弛損耗;另一方面,改性后的納米顆粒表面不可避免地存在一些極性基團(tuán),這些基團(tuán)同時(shí)增加了電導(dǎo)損耗,復(fù)合材料的介電損耗正是這二者共同作用的結(jié)果.當(dāng)納米SiO2的添加量小于6%時(shí),試樣的松弛損耗的降低效果高于電導(dǎo)損耗的增加效果,所以試樣的介電損耗均比純EP的小.而當(dāng)納米SiO2的添加量為16%時(shí),納米SiO2出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象,這就導(dǎo)致松弛損耗的效果迅速降低,從而導(dǎo)致試樣總體的介電損耗接近純EP試樣[17].

3結(jié)論

利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米SiO2進(jìn)行表面改性,通過共混法制備了不同納米SiO2含量的SiO2/EP納米復(fù)合材料,研究了SiO2的添加對(duì)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)、耐熱性和介電性能的影響.結(jié)論如下:

1 ) 當(dāng)納米SiO2含量在0~16%時(shí),隨著納米SiO2含量的增加,SiO2/EP納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性逐漸升高.