无机纳米粒子增韧机理的研究进展

        【塑胶五金网】聚合物增韧的根本问题是通过引入某种机制，使材料在形变、损伤与破坏过程中耗 散更多的能量。对于聚合物共混两相 (或多相) 体系，影响韧性的因素很多，包括基 体的性质，分散相的特性及含量，分散相粒子的粒径、粒径分布、粒子形状及粒子间的 相互作用 (包括粒子的团聚)，以及基体与分散相的界面结合等。

　　聚合物多相复合体系的增韧机理应当是多种能量耗散机制的综合。聚合物共混体系 中引入无机纳米粒子，更增加了能量耗散机制的复杂性。对于特定的复合体系，某一种 耗散机制可能会居主导地位。

　　无机纳米粒子与有机刚性粒子同属于非弹性体增韧，都可以使材料的刚性与韧性同 时提高。但是，无机纳米粒子与有机刚性粒子在形态、性能上有显著的差异，所以会有 不同的增韧机理。根据前述研究结果，也可以看到无机纳米粒子的一些特殊作用和 机理。

　　无机纳米粒子属于刚性粒子，其作用机理与弹性体粒子当然会有不同。但无机纳米 粒子与弹性体粒子可以协同增韧，这又表现出刚性粒子增韧与弹性体增韧的相互关联。

　　纳米材料由于其结构的特殊性，如大的比表面以及一系列新的效应 (小尺寸效应、 界面效应、量子效应和量子隧道效应)，决定了纳米材料出现许多不同于传统材料的独 特性能，进一步优化了材料的电学、磁学、热学及光学性能，从而推动了纳米科技的研 究和开发。对于纳米材料的研究包括两方面： 一是系统地研究纳米材料的性能、微结构 和光谱学特征，通过与传统材料对比，找出纳米材料特殊的规律，建立描述和表征纳米 材料的新概念和新理论。例如，少量原子即 “团簇” 状态下的物理结构还不清楚，换 句话说，在尺寸小到纳米级甚至原子尺度时，很多客观和微观的物理定律不再适用了。 例如，在电学方面，欧姆定律就不适用于纳米材料尺度时，过去常用的能逸出功等描述 原子集体行为的概念也不再适用。因此，纳米科技迫切需要新的物理学。二是发展新型 纳米材料。二十一世纪材料科学技术的发展重点将向具有功能化、智能化、复合化、微 型化、绿色化及与环境协调化等特征的方向发展。 活跃的材料领域将是信息功能材 料、纳米材料、生物材料、开发新能源 (如太阳能等) 及节能 (如超导、燃料电池等) 材料以及高比强度、高比刚度、耐高温、耐磨、耐蚀和其他在极端条件下具有优良性能 的结构材料。材料的开发与生产将逐步摆脱以经验为主的局面，将更多地通过计算机辅 助，从微观到客观实现分子成分设计和工艺设计。随着材料科学技术的进步，传统材料 的性能将会大幅度提高，资源与能源消耗不断降低，环境污染受到有效的控制。

　　无机纳米粒子作为高分子材料的一种新型的功能添加剂，在聚合物改性中有广泛的 应用前景。纳米粒子增韧机理研究对应用的指导作用，将积极地促进无机纳米粒子/聚 合物复合材料的研究开发。无机纳米粒子的应用研究将推动功能材料发生重大的技术 革命。

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