納米金高分子復(fù)合材料檢測研究

梁飛飛

摘 要：在當(dāng)前的生活中，納米金高分子復(fù)合材料作為一種新型材料已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，但是往往由于納米金離子同高分子材料進(jìn)行結(jié)合制備時，表現(xiàn)出較多的超微裂紋和閉合裂紋現(xiàn)象，使得材料的整體質(zhì)量受到影響?；诖?，對納米金高分子復(fù)合材料采取科學(xué)的檢測，對材料的性能進(jìn)行驗證具有較高的研究意義。本文主要采用紅外光譜法，做拉伸測試實驗檢驗納米金高分子復(fù)合材料的性能，希望能夠?qū){米金高分子復(fù)合材料檢測工作開展提供幫助。

關(guān)鍵詞：納米金 高分子復(fù)合材料 檢測方法

中圖分類號：TB383 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0072-02

從當(dāng)前實際應(yīng)用來看，納米金高分子復(fù)合材料在光、電性能上表現(xiàn)出較高的優(yōu)勢，也因此引起人們的廣泛關(guān)注，關(guān)于這方面的研究與應(yīng)用也逐漸增多。但是納米金高分子復(fù)合材料在進(jìn)行復(fù)合的過程中，卻較容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，引起材料內(nèi)部復(fù)合連接出現(xiàn)裂紋，進(jìn)而影響到材料的性能，因此還需對其展開科學(xué)有效的檢測。

1 納米金高分子復(fù)合材料概述

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對納米技術(shù)的研究也在不斷加深，許多科學(xué)家在實際的研究中發(fā)現(xiàn)，將納米顆粒用作結(jié)構(gòu)單元或功能單元，可以由此組裝出一些具有特殊性能的納米器件。而金納米顆粒在導(dǎo)電性能、信息存儲等方面都表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，這使得許多科學(xué)家對其投入較多的關(guān)注[1]。高分子材料是當(dāng)前生活中應(yīng)用十分廣泛的一種材料物質(zhì)，其主要可以分為天然高分子材料和合成高分子材料兩類，較為常見的有橡膠、纖維、塑料等，在性能特點上相較于一些傳統(tǒng)材料表現(xiàn)出較高的優(yōu)勢，是當(dāng)前日常生活中十分重要的功能性材料之一。而為了能夠進(jìn)一步提升其性能，開發(fā)新型功能性高分子材料，還需將其與其它材料物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合。納米金高分子復(fù)合材料便是納米金顆粒和高分子復(fù)合材料之間的結(jié)合體，二者的復(fù)合不僅成功保留納米金光、電性能優(yōu)勢，而且也讓高分子復(fù)合材料的整體性能增加，成為一種新時期極具價值和潛力的新型復(fù)合材料，就目前對該材料的研究應(yīng)用情況來看，仍舊處于初級階段，在這方面的研究還有待進(jìn)一步深入，以便能夠?qū)⑵鋬r值充分發(fā)揮出來[2]。

2 實驗檢測及分析

2.1 實驗材料及設(shè)備

（1）實驗樣品：選擇4種不同長度的納米金高分子復(fù)合材料，其長度分別為4μm、6μm、8μm、10μm。

（2）實驗藥品及溶劑：本次試驗研究采用藥品為氫氧化鈉；采用的實驗溶劑為：乙醚，甲醇，吡啶，四氫呋喃，石油醚5種。

（3）實驗主要儀器設(shè)備：紅外光譜儀、熱掃描儀、電子萬能試驗機(jī)等，在正式開始實驗檢測之前，必須對相關(guān)試驗儀器設(shè)備進(jìn)行校驗，避免后期實驗過程中產(chǎn)生較大的誤差，影響到實驗的準(zhǔn)確性。

2.2 實驗方法

將長度分別為4μm、6μm、8μm、10μm的納米金高分子復(fù)合材料試樣放置在試驗儀器之上，并將其所處溫度控制在70℃，應(yīng)用紅外光譜儀進(jìn)行掃描。納米金高分子復(fù)合材料試樣在此掃描的過程中會呈現(xiàn)出一定的變化，對其進(jìn)行觀察并做好記錄。然后對材料分別開展強度檢測和超塑性檢測[3]。

（1）強度檢測。當(dāng)納米金高分子復(fù)合材料在熱加工處理作用下，其強度會出現(xiàn)一定程度的變低，同時如果材料的物質(zhì)成分發(fā)生變化，也會產(chǎn)生強度降低的情況。在對該材料進(jìn)行強度試驗的過程中，應(yīng)用特殊性工藝對納米金高分子復(fù)合材料展開剪切，從中可以發(fā)現(xiàn)納米金高分子復(fù)合材料在外力作用下，隨外力增大其變形強度也呈現(xiàn)出不斷增大的趨勢。

（2）超塑性檢測。納米金高分子復(fù)合材料自身結(jié)構(gòu)有較強的內(nèi)應(yīng)力存在，在受到外部拉伸應(yīng)力作用時，其雖表現(xiàn)出較大的伸長率，但是結(jié)構(gòu)之間不易出現(xiàn)斷裂，這也使得納米金高分子復(fù)合材料在外部作用力下不易發(fā)生塑性變形，也正因為該特性的存在，納米金高分子復(fù)合材料在當(dāng)前工業(yè)環(huán)境中得到較為快速的發(fā)展，得到較為廣泛的應(yīng)用。在對其進(jìn)行超塑性檢測的過程中，為保證檢測的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)注意對試驗樣品的尺寸和所處溫度的控制，試驗樣品的長度不宜超過10μm（本次實驗選用長度最大為10μm，符合該標(biāo)準(zhǔn)），同時溫度下限值設(shè)定為0.5Tm，然后在檢測過程中將納米金高分子復(fù)合材料本身長度作為實驗的參考數(shù)值[4]。將實驗前準(zhǔn)備好的納米金高分子復(fù)合材料樣品（長度規(guī)格分別為4μm、6μm、8μm、10μm）與1mL吡啶發(fā)生反應(yīng)，并保持一段充足的反應(yīng)時間，然后向發(fā)生反應(yīng)后的樣品上滴入2～3滴5%氫氧化鈉甲醇溶液，待樣品得到充分的浸泡后對其進(jìn)行超塑性檢測。

3 實驗結(jié)果

3.1 燃燒法測試

對上述完成浸泡后的試驗樣品進(jìn)行加熱，其中4μm、6μm、8μm長的納米金高分子復(fù)合材料都表現(xiàn)出阻燃效果較差的現(xiàn)象，尤其是其中的4μm和8μm長的納米金高分子復(fù)合材料在加入過程中均出現(xiàn)直接燃燒；而6μm和10μm長的納米金高分子復(fù)合材料表現(xiàn)出一定強度的阻燃性，且在燃燒過程中均釋放出黑煙[5]。結(jié)合相關(guān)設(shè)備對納米金高分子復(fù)合材料的密度進(jìn)行測定，對各型號的納米金高分子復(fù)合材料含有元素做出判斷，其中4μm長的納米金高分子復(fù)合材料可能含有二氧化硅的濃度較高，其中8μm長的納米金高分子復(fù)合材料可能含有較多的碳元素，其中10μm長的納米金高分子復(fù)合材料可能含有鹵素。綜合分析結(jié)果，再對各實驗型號進(jìn)行水解試驗，從中可以有效判斷出其中存在的裂紋問題。

3.2 水解實驗

將8um長的納米金高分子復(fù)合材料進(jìn)行水解實驗，并對完成實驗后的溶劑進(jìn)行pH檢測，發(fā)現(xiàn)實驗前后溶劑pH數(shù)值沒有出現(xiàn)明顯性變化；而對于6μm長的納米金高分子復(fù)合材料進(jìn)行水解實驗前后，pH數(shù)值呈現(xiàn)出較大的變化，在實驗前溶劑pH值檢測為12～13，在實驗后溶劑pH值檢測為8～9，經(jīng)分析主要因為納米金高分子復(fù)合材料中高分子鏈段發(fā)生斷裂，其形成的酯基與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，由此使得溶劑堿性降低，pH值出現(xiàn)下降。

4 納米金高分子復(fù)合材料發(fā)展趨勢

對納米金高分子復(fù)合材料進(jìn)行檢測研究，主要目的還在于更好的了解納米金高分子復(fù)合材料的性能，以此對其應(yīng)用提供幫助。而從當(dāng)前對納米金高分子復(fù)合材料的實際研究情況來看，在這方面取得了較大的進(jìn)展，從納米金高分子復(fù)合材料的合成來看，形式更加的多樣化，主要形成了以下幾種方式：利用配體分子反應(yīng)基團(tuán)展開對納米金高分子復(fù)合材料的合成、利用氫鍵為驅(qū)動力來展開對納米金高分子復(fù)合材料的合成、利用金和硫之間的特殊鍵合作用力來展開對納米金高分子復(fù)合材料以及將智能高分子材料同納米金離子進(jìn)行合成形成納米金智能高分子復(fù)合材料。尤其是最后的納米金智能高分子復(fù)合材料，在性能上表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢，也因此使得該種材料可能成為今后研究發(fā)展的主要趨勢之一。

所謂的智能高分子材料主要指的是在接受外界刺激后（酸、堿、溫度、光等），相應(yīng)的聚合物會做出一定的響應(yīng)，而且當(dāng)前智能高分子材料在生活中許多方面都得到應(yīng)用，如：人工肌肉、化學(xué)機(jī)械、組織培養(yǎng)等方面，而如果能夠?qū)⒅悄芨叻肿硬牧吓c納米金顆粒進(jìn)行結(jié)合，那么其合成的納米金智能高分子復(fù)合材料，將具備可控開關(guān)特性，在生物領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也必將更為廣泛。因此，納米金智能高分子復(fù)合材料的合成與研究可能成為高分子材料未來發(fā)展的主要方向。與此同時，為促進(jìn)其合成后的穩(wěn)定可靠，高分子材料能夠與納米金緊密的結(jié)合，還需在發(fā)展研究中注重檢測技術(shù)的發(fā)展和提升，以便做出更為準(zhǔn)確有效的檢測。

5 結(jié)語

綜上所述，從本次實驗檢測分析的情況來看，納米金高分子復(fù)合材料屬于一種具有較大潛力的新型材料，對該材料做更加深入的研究分析，將有助于促進(jìn)這種材料的有效發(fā)展，使之能夠在實際應(yīng)用中獲取更為廣闊的空間。而從當(dāng)前合成制作成的納米金高分子復(fù)合材料現(xiàn)狀來看，其在性質(zhì)上不僅保留有納米金顆粒的光、電性能優(yōu)勢，而且也保留有高分子復(fù)合材料的延展性強、超塑性強等特點，使得納米金高分子復(fù)合材料的綜合性能得到較大的提升，希望本次研究所做出的實驗檢測分析，能夠?qū)υ摬牧系膽?yīng)用發(fā)展提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 武澤潤，孫瑞洲，宗繼友，等.石墨烯-碳納米管/熱塑性聚氨酯導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的氣體敏感響應(yīng)行為研究[J].塑料工業(yè)，2018，46（9）：104-107.

[2] 郜艷榮，姚軍龍，姚楚，等.非共價鍵功能化石墨烯/高分子納米復(fù)合材料的制備及性能研究進(jìn)展[J].化肥設(shè)計，2018，56（4）：1-4.

[3] 呂旭光.液晶高分子界面層對P（VDF-TrFE-CTFE）基納米BaTiO_3復(fù)合材料介電儲能性能影響研究[D].湘潭大學(xué)，2018.

[4] 趙延翔.淺談碳納米管/高分子復(fù)合材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018，26（3）：40.

[5] 周智偉，嚴(yán)勤華，劉長洪.基于超順排碳納米管/高分子復(fù)合材料的手臂狀電熱型致動器（英文）[J].炭素技術(shù)，2017，36（6）：59.