納米技術在高分子材料改性中的應用研究

孫博

摘 要：納米技術一詞的出現為我國科學技術的發展指出了一定的方向，同時也得到了人們廣泛的關注。我國對納米材料的研究起始于陶瓷和金屬方面，通過不斷地努力在諸多方面也取得了相應的成就，隨著該項技術的不斷發展與完善，人們著手于將納米技術應用于高分子材料改性中的研究，即對高分子基納米復合材料的研究，就目前而言，常見的此類復合材料有三種，分別為納米塑料、納米橡膠和納米纖維。鑒于此，本文是對納米技術在高分子材料改性中的應用進行研究和分析，僅供參考。

關鍵詞：納米技術；高分子材料；改性

一、納米技術的應用

在當前，納米技術已被廣泛應用至橡膠工業生產過程中。比如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，比如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、納米技術在高分子材料改性中的應用

1、納米技術在塑料改性方面的應用

高分子塑料中應用納米材料，可以有效提高塑料的強度，使其原有的性能更加突出，同時根據納米粒子的大小為1nm-100nm，所以根據納米材料體積小的特點，可以在不改變其性能的同時減小塑料的厚度，根據納米材料強大的聚合力，使其強度得到優化，同時使其透光性得到提高，在塑料改性方面應用納米材料可以有效改善塑料的強度以及透光程度，讓用戶在使用中更加放心。隨著人們對塑料產品要求的不斷提高，增強塑料的韌性，降低其斷裂成為塑料產品制作過程中的重點，通過其它技術研究生產的塑料制品的韌性都不能得到有效地提高，由于納米本身就具有較強的活性，以及應力場效應的存在，且納米粒子還具有表面效應，所以在塑料改性的應用中有效解決了提高塑料韌性的問題；同時在其他方面，在塑料改性中應用納米技術還可以有效降低塑料的靜電，我們在使用塑料袋的過程中可以發現，由于靜電作用，其總是會吸附在某些表面，所以在改性技術中加入納米氧化鋅，不但不會影響塑料的其它性能，還能有效改善塑料的靜電情況。

2、納米技術在橡膠改性方面的應用

在橡膠工業的生產過程中已知在為提高產品的耐磨性以及強度而不斷努力，納米技術的在橡膠改性方面取得了較為突出的成果，在生產過程中，將炭黑納米融入橡膠中，根據納米粒子的量子效應以及小尺寸的特點，可以有效改善其原擁有的性能，在應用的過程中納米粒子是扮演著補強的角色填充到橡膠中的，一般情況下橡膠以黑色為主，如果要生產其它顏色的橡膠產品，則需要改變注入的納米粒子，將炭黑納米粒子改為白色納米粒子，這樣還能提高橡膠的著色，使所生產的產品色彩更加鮮艷，雖然應用納米技術可以有效改善塑料的性能，但是在納米技術應用的過程中要有著嚴格的要求，否則不但會達不到改性的效果還會降低其原有的性能，納米粒子在注入橡膠中時，要嚴格控制所注入的納米粒子的大小，根據實驗表明，當所注入的相應納米粒子尺寸越小時，以上所提到的性能在改性中就會越好，隨著納米粒子尺寸的增大，則耐磨性以及強度會變差；在納米技術的應用過程中根據氧化硅的鏈接結構特點，可以延長橡膠材料的使用壽命，使橡膠改性中的抗衰老的性能得到有效的改善，在陽光下能夠對紫外線起到反射的效果，降低紫外線對橡膠的傷害，不會出現斷裂及裂痕，為了不斷提高橡膠的強度，以及耐磨程度，在橡膠產品的生產過程中應用納米技術，根據不同納米材料所具備的特性來優化橡膠的性能，使橡膠的改性得到較為突出的效果，為我國橡膠工業的發展提供強有力的推動。

3、納米技術在纖維改性方面的應用

醫院、實驗室等場所對于纖維產品的要求為抗菌性能要好，在抗菌纖維產品的制作過程中應用納米技術，將具有抗菌性能的納米粒子通過納米技術填充到相應的纖維產品中，由于其可以破壞細菌的活性，使所生產的手術服、實驗服等具有良好的抗菌性能；根據二氧化硅的吸附性能，將納米二氧化硅應用于纖維的改性方面，添加到化學纖維中可以有效提高產品凈化水的功能，應用于聚酯纖維中可以使所生產的產品具有較強的除臭性能；同時根據遠紅外納米的特性其具有較強的發射率，在高分子纖維改性的過程中加入該項技術，可以通過吸收遠紅外線而加強血液的循環，在軍用服裝的生產過程中應用該項技術由于它對電磁波的吸收有很好地效果，同時也可以促進起到較強的保溫保暖效果，在高分子纖維的改性方面應用納米技術可以有效改善纖維產品的各種性能，根據纖維產品具體的性能要求，同過納米技術不斷推進高分子纖維研究的發展。

結束語

由于納米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。

參考文獻

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

[2]豐艷蘭，曾小飛.納米技術在高分子材料中的應用[J].科技風，2013（22）：112.

（作者單位：遼寧北方戴納索合成橡膠有限公司）