納米技術(shù)應(yīng)用于高分子材料改性探討

程海波（池州學(xué)院，安徽 池州 247000）

納米技術(shù)應(yīng)用于高分子材料改性探討

程海波（池州學(xué)院，安徽 池州 247000）

利用納米尺度的相應(yīng)手法來實現(xiàn)物質(zhì)與材料特性的轉(zhuǎn)換，挖掘全新的性能與現(xiàn)象。而納米技術(shù)就是通過這樣的新性能獲取新的應(yīng)用。伴隨科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的蓬勃成長，目前納米技術(shù)已經(jīng)受到愈加廣泛的關(guān)注以及相對寬泛的利用，其表現(xiàn)出的各類特性已經(jīng)被投入于面向高分子材料方面的探究工作，并且逐步激發(fā)以及完善了高分子材料隱含的優(yōu)秀特性。本次論文由納米技術(shù)為出發(fā)點，進而過渡引申向其在高分子領(lǐng)域的應(yīng)用，重點闡述了納米技術(shù)面向塑料改性方面的落實狀況，還有有關(guān)橡膠材料和化學(xué)纖維的改性環(huán)節(jié)中的落實狀況。為未來的納米技術(shù)投入于高分子改性環(huán)節(jié)做好一定的理論鋪墊，進一步幫助其持續(xù)前進。

納米技術(shù)；高分子材料；改性

1 有關(guān)納米技術(shù)的介紹

納米時肉眼無法觀測到的微小尺度，利用這一尺度工具面向材料展開研究，可以獲取不同于以往的現(xiàn)象。因而，其隱含的潛能值得人們進一步發(fā)掘，今后納米技術(shù)也許能夠成為現(xiàn)存技術(shù)的替代品，為工業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保以及能源等領(lǐng)域構(gòu)筑全新的研究模型。

1.1 基本概念

放大后的物質(zhì)具有電子以及原子，二者之間存在一定影響，其受到材料于納米尺度上轉(zhuǎn)化的作用而表現(xiàn)出具有可控性的某些特性，像是熔點還有充電容量，乃至?xí)r外觀的變化。

1.2 必備的基礎(chǔ)科學(xué)內(nèi)容

目前我們已知的工具面向納米尺度現(xiàn)象的了解層次尚處于起步階段，為追求顯著的經(jīng)濟與社會效益，讓這一技術(shù)能夠在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，應(yīng)當深入學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：分子的自組織，量子器件的構(gòu)筑方式還有各類納米構(gòu)筑怎樣發(fā)揮效能的。

1.3 納米粒子改性高分子材料的基本原理

于1990年首次召開的國際NST會議代表了納米技術(shù)的正式問世。近幾年里，納米技術(shù)朝著高分子領(lǐng)域進軍，屬于一塊新興的內(nèi)容，因此還未出現(xiàn)較為成熟的探究體系。目前已知的內(nèi)容包括：各類材料的納米粒子和相異的高分子雙方的作用原理存在差別，而各類材料的納米粒子和具體一種高分子產(chǎn)生的影響依然存在差別；經(jīng)過改性的高分子材料表現(xiàn)出的效果的差異的主導(dǎo)因素涉及：納米粒子的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)還有宏觀粒子隧道效應(yīng)。

納米粒子以及高分子雙方將產(chǎn)生物理影響，也就是二者表現(xiàn)出范德華力。納米粒子能夠轉(zhuǎn)換高分子鏈內(nèi)部的作用力，由于納米粒子的規(guī)格對照大分子鏈而言處于相同量級，粒子和大分子鏈雙方表現(xiàn)出分子水平分散。

納米粒子以及高分子雙方具備化學(xué)作用，這是由于粒子規(guī)模處于1-100nm情況下，粒子表層具備豐富的原子，因為存在隧道效應(yīng)，進而于粒子表層出現(xiàn)活性點，促進了化學(xué)鍵的構(gòu)建。

2 納米技術(shù)從高分子領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 納米技術(shù)于橡膠改性方面的應(yīng)用

由橡膠行業(yè)來看，納米技術(shù)可以把炭黑納米粒子投入到橡膠內(nèi)，如此一來能夠可觀地提升橡膠的強度，其耐磨水平大幅上升，同時表現(xiàn)出顯著的抗老化特性。但是投入使用后需要面向炭黑粒子的規(guī)格加以掌控，不然將發(fā)生性能方面的變化。耐磨性將跟隨粒子規(guī)格的提升而顯現(xiàn)出負相關(guān)的關(guān)聯(lián)，一旦這一規(guī)格與納米范圍不符，橡膠的性能將朝著不利方向突變。除此以外，也能夠面向橡膠的外觀加以改變。以往工藝使用的炭黑粒子屬于黑色系，如果投入白色的納米粒子充當強補劑，同時利用一定的著色劑改變外觀，就能獲取各色的橡膠產(chǎn)品。

另一方面，把歸類于三維鏈接類型的納米氧化硅投入到橡膠之中，就會產(chǎn)生網(wǎng)形構(gòu)造。這一構(gòu)造從宏觀來看屬于橡膠結(jié)實耐用，富有良好彈性的源頭。不僅如此，納米氧化硅也能夠反射紫外線。

2.2 納米技術(shù)于塑料改性領(lǐng)域的應(yīng)用

于塑料行業(yè)中融入納米技術(shù)，能夠在提升塑料強度的前提下進一步挖掘塑料產(chǎn)品隱含的性能。因為納米粒子的規(guī)格相對微小，具備良好的透光性能。特別適宜投入到塑料薄膜的生產(chǎn)當中，能夠可觀地同時提升其透明程度以及強度與韌度。

當把納米技術(shù)融入塑料生產(chǎn)，其增韌方面得到改善。在納米技術(shù)未誕生時，人們就在著手探究塑料韌性提升的途徑。納米技術(shù)之所以能夠增韌改性，歸因于其包含了廣泛的活性中心，可以相對充分的與基體融合，外部環(huán)境無法輕易讓其脫離。而且因為應(yīng)力場的作用，基體中形成微變形區(qū)，進而能夠?qū)?yīng)力向四周輸送，將沖擊力度控制在最低。

2.3 納米技術(shù)于化學(xué)纖維改性領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)下化學(xué)纖維生產(chǎn)的一塊關(guān)鍵內(nèi)容就是生產(chǎn)功能纖維。通過納米物質(zhì)的添加，能夠顯著地改善化學(xué)纖維的功效。如果在纖維生產(chǎn)環(huán)節(jié)內(nèi)投放一定量二氧化鈦，就能夠可觀地提升纖維抗老化的水平，同時面對紫外線的照射也具備一定的應(yīng)對能力，例如遮陽設(shè)備所采用的材料多屬于此類。

近些年里化學(xué)纖維工藝持續(xù)進步，各類全新的纖維類型大批量涌現(xiàn)。常見的新興材料包括帶有除臭以及凈化效果的化學(xué)纖維，其工藝流程是把納米氧化鋅等融合至原有材料中，現(xiàn)下此類材料與醫(yī)療行業(yè)中受到重點關(guān)注以及推廣。除此以外，將納米氧化鋅投入于聚酯纖維內(nèi)部將顯現(xiàn)出超強的抗紫外線性能，不僅如此，在抗菌消毒方面同樣十分突出。而把金屬型的納米粒子與化學(xué)纖維相互融合就完成了防止靜電產(chǎn)生的功效，如果是諸如銀的稀有金屬，更是可以消毒殺菌。伴隨人們生活水平的提升，大眾對于電磁波的要求持續(xù)增強，而納米粒子在服裝材料中的使用能夠明顯阻斷電磁波的影響。

3 結(jié)語

自從納米技術(shù)與高分子材料改性領(lǐng)域相遇，其表現(xiàn)出相當可觀的前景，尤其是針對特殊功能材料的研發(fā)方面。國內(nèi)很早就開始著手生產(chǎn)納米粒子，但是并未形成規(guī)范的理論體系，同時面向高分子材料改性領(lǐng)域的探索還處于萌芽階段，不具備豐富的實踐經(jīng)歷，以及大規(guī)模推廣生產(chǎn)的能力。雖然處于這樣一種背景下，但是現(xiàn)下納米技術(shù)投入高分子材料改性的熱門程度有增無減，在今后的探索與研究中必將給大眾生活帶來更多的便捷。

[1]李杰峰.淺探納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用[J].化工管理,2017,(05):79.

[2]鄒興宇,張星濤,趙鵬波.納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用[J].四川水泥,2017,(01):339.

[3]孟翠省.納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用[J].化工新型材料,2001,(02):3-6.

程海波（1995-），男，安徽省明光市，研究方向：高分子材料與工程。