納米技術在高分子材料改性中的應用

鄒興宇 張星濤 趙鵬波

（沈陽理工大學 遼寧沈陽 110159）

納米技術在高分子材料改性中的應用

鄒興宇 張星濤 趙鵬波

（沈陽理工大學 遼寧沈陽 110159）

隨著現代科學技術的不斷發展，逐漸形成了納米材料和納米技術這項新型應用技術。納米粒子本身擁有多種特性，將其引進高分子材料改性工作中，可以不斷開發高分子材料的特殊性能并對當前性能進行優化。本文主要通過簡要介紹和分析那納米技術在塑料改性工作、橡膠改性工作以及化學纖維改性工作中的實際應用情況。以期為發展納米技術在高分子材料改性中的應用提供優化參考，從而促進高分子材料研究的不斷發展。

納米技術；高分子材料改性；塑料改性；橡膠改性；化學纖維改性

納米粒子顆粒直徑在1nm到100nm的微小粒子，主要是由原子或分子直接構成的。其具有許多微觀粒子所不具備的特殊性能，包括在光學、磁學、電學等多方面的特性。在當前，納米材料已被廣泛應用至，冶金、航天與生物工程等多種行業領域當中并發揮了重要作用。將其填充到高分子材料中，可以為高分子材料提供相應的特殊功能，是當前實現高分子材料改性的重要措施。該技術的實現不僅實現了高分子材料性能優化，還擴寬了相應的改性理論。

一、納米技術在橡膠改性工作中應用

在當前，納米技術已被廣泛應用至橡膠工業生產過程中。其主要是將碳黑納米粒子添加進橡膠中，這樣可以有效的實現橡膠強度增強，耐磨性能提升，同時也具有較好的抗老化功能。在實際應用過程中，應當對碳黑粒子的尺寸進行把控，否則也會對橡膠的性能造成一定的影響。例如橡膠耐磨性能就受到碳黑粒子尺寸的影響，當其尺寸保持越小，其耐磨性能優良，但是隨著尺寸的逐漸增大，耐磨性能也會逐漸降低，尤其當尺寸超出納米范圍，該性能極差。另外，在利用納米技術制造橡膠材料時，還可對橡膠進行顏色調整。在傳統的橡膠制作過程中，大多是以納米級的碳黑粒子來制作，顏色基本為黑色。但是，利用納米技術也可實現彩色橡膠材料的生產，即利用白色納米粒子作為補強劑并添加相應的著色劑，就可實現彩色橡膠材料的生產。

另外，納米氧化硅結構屬于三維鏈接狀態，將其與橡膠大分子結合可形成立體網狀結構。該結構的形成就是橡膠保證自身強度、彈性性能等優化的措施。同時納米氧化硅還具有一定的紫外線反射性能，將其應用到橡膠材料的制造中，可有效通過屏蔽紫外線來實現抗老化性能的優化。例如將經過納米改性后的彩色防水卷材與傳統的防水卷材進行比較，其性能對比可見，前者的拉伸強度、斷裂伸長率以及撕裂強度都明顯高于后者。并且在紫外線長期照射下，前者完好而后者會出現細小裂紋。由此可見，將納米技術引入橡膠材料制作過程，可有效實現該材料的性能提升。

二、納米技術在塑料改性工作中應用

納米技術在塑料改性工作中的應用不僅可以有效實現塑料性能增強，還有利于發展塑料的全新性能。由于納米粒子本身具有尺寸小、透光性能強的特點，將其融入塑料改性中可實現塑料的致密感增強。尤其是利用其制造的塑料薄膜可有效地實現透明度增強而且有效地實現韌性性能和強度的優化。

其在塑料改性中有助于塑料增韌劑性提高。早在納米技術出現之前，就已經存在多種實現塑料增韌改性的方法。而納米技術的出現無疑是實現增韌改性的全新途徑。這是由于納米粒子本身具有較多的活性中心，與基體的結合性能更優，不會由于外來因素的影響而輕易分離。同時由于應力場的存在，基體會出現微變形區，容納能量。從而實現對外應力傳遞，并分散相應的沖擊能力，最終該性能加強。

此外，在塑料生產過程中加入納米技術可有效地實現塑料抗老化性能的提升。傳統的塑料在紫外線的照射下往往會發生聚物分子鏈斷裂，出現老化現象。采用納米技術進行塑料改性可以有效避免或延緩該現象的發生。在實際操作過程中，可以運用納米二氧化硅與二氧化鈦混合再進行塑料融入，就可以有效的對紫外線進行吸收，從而實現抗老化性能的優化。

另外，采用納米技術還可實現塑料功能化。這主要是通過加入抗菌性能強的納米粒子實現塑料抗菌性能的提升。同時為提高塑料的抗靜電性能優化，可以在塑料制造過程中融入納米氧化鋅來進行實現。而且塑料吸波材料也是利用納米技術添加納米粒子來實現的，可發展隱性材料制造。例如在納米技術支持下，將聚合物材料制作成洗衣機的外桶部分，可有效加強產品韌性，提高摩擦性能，并有利于洗衣機本身的清潔能力提升。

除此之外，納米技術還可實現塑料的工程化發展。就當前的塑料生產行業來說，通用塑料被廣泛生產和應用，在其內部添加納米粒子，可有效實現塑料工程化性能提升。例如在實際塑料改性過程中，利用納米技術對聚丙烯改性，可在保證成本降低的前提下實現性能優化，最終獲得經濟效益收入的穩步提升。

三、納米技術在化學纖維改性工作中應用

制造功能纖維已經是當前化學纖維制作中的重要組成部分，利用納米技術將納米材料融入化學纖維制造過程中，可有效地實現化學纖維性能改造和優化。首先為保證化學纖維的抗老化性能提升，可在纖維制造過程中添加納米二氧化鈦來進行實現，該纖維材料具有較強的預防紫外線的功能，在日常生活中常見的遮陽傘所用的纖維材料就采用了該工藝技術。

隨著功能化學纖維制造技術的不斷發展，多種新型纖維類型不斷出現，而且當中有相當大部分都采用了納米技術實現改性。例如當前出現的具有除臭功能和凈化功能的功能型化學纖維，就主要是將納米氧化鋅和納米二氧化硅添加至化學纖維中的成果。該纖維被廣泛應用至醫院醫藥用品中的繃帶制造以及病人睡衣制造中。另外，在聚酯纖維中添加納米氧化鋅所制成的相關化學纖維具有較強的預防紫外線的功能，同時該纖維還具備抵御細菌以及消毒性能的特點。另外將金屬類的納米粒子添加至化學纖維制作中可有效避免靜電的出現，如果該金屬是銀，則還具有消除臭味和殺滅細菌的功能。另外隨著社會經濟和科學技術的不斷發展，人們對于生活質量的要求逐漸提高，對于電磁波的防護要求也越來越高，而部分納米粒子也具有電磁波防護性能，將這種納米粒子融入服裝材料生產中，還可制作出具有抵抗電磁波性能的服裝。

結束語：

納米技術作為現代化的高新技術，對于實現高分子材料改性有著重要作用，推動了高分子材料改性技術的不斷發展與創新。但是由于該技術在我國的發展時間較為短暫，仍在技術理論與實踐操作方面有所欠缺。所以，為打開該技術的應用前景，發揮更加廣泛的實際應用作用，相關技術人員應當加強對納米技術的深入研究與分析，實現其在高分子材料改性過程中的實際應用能力加強。從而促進我國高分子材料改性工作的不斷推進，開啟新的技術革命。

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[4]楊中文,劉西文.納米技術在高分子材料改性中的應用[J].現代塑料加工應用,1999,(06)∶38-40.

G322

B

1007-6344（2017）01-0339-01

鄒興宇，男，黑龍江肇東人，高分子材料與工程專業

張星濤，男，陜西渭南人，高分子材料與工程專業

趙鵬波，男，山西朔州人，高分子材料與工程專業