納米技術應用于高分子材料改性探討

程海波（池州學院，安徽 池州 247000）

納米技術應用于高分子材料改性探討

程海波（池州學院，安徽 池州 247000）

利用納米尺度的相應手法來實現物質與材料特性的轉換，挖掘全新的性能與現象。而納米技術就是通過這樣的新性能獲取新的應用。伴隨科學技術領域的蓬勃成長，目前納米技術已經受到愈加廣泛的關注以及相對寬泛的利用，其表現出的各類特性已經被投入于面向高分子材料方面的探究工作，并且逐步激發以及完善了高分子材料隱含的優秀特性。本次論文由納米技術為出發點，進而過渡引申向其在高分子領域的應用，重點闡述了納米技術面向塑料改性方面的落實狀況，還有有關橡膠材料和化學纖維的改性環節中的落實狀況。為未來的納米技術投入于高分子改性環節做好一定的理論鋪墊，進一步幫助其持續前進。

納米技術；高分子材料；改性

1 有關納米技術的介紹

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象。因而，其隱含的潛能值得人們進一步發掘，今后納米技術也許能夠成為現存技術的替代品，為工業、醫學、環保以及能源等領域構筑全新的研究模型。

1.1 基本概念

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

1.2 必備的基礎科學內容

目前我們已知的工具面向納米尺度現象的了解層次尚處于起步階段，為追求顯著的經濟與社會效益，讓這一技術能夠在工業上廣泛應用，應當深入學習以下內容：分子的自組織，量子器件的構筑方式還有各類納米構筑怎樣發揮效能的。

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的正式問世。近幾年里，納米技術朝著高分子領域進軍，屬于一塊新興的內容，因此還未出現較為成熟的探究體系。目前已知的內容包括：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生的影響依然存在差別；經過改性的高分子材料表現出的效果的差異的主導因素涉及：納米粒子的表面效應、體積效應還有宏觀粒子隧道效應。

納米粒子以及高分子雙方將產生物理影響，也就是二者表現出范德華力。納米粒子能夠轉換高分子鏈內部的作用力，由于納米粒子的規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出分子水平分散。

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

2 納米技術從高分子領域的應用

2.1 納米技術于橡膠改性方面的應用

由橡膠行業來看，納米技術可以把炭黑納米粒子投入到橡膠內，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格加以掌控，不然將發生性能方面的變化。耐磨性將跟隨粒子規格的提升而顯現出負相關的關聯，一旦這一規格與納米范圍不符，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，就會產生網形構造。這一構造從宏觀來看屬于橡膠結實耐用，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 納米技術于塑料改性領域的應用

于塑料行業中融入納米技術，能夠在提升塑料強度的前提下進一步挖掘塑料產品隱含的性能。因為納米粒子的規格相對微小，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。

當把納米技術融入塑料生產，其增韌方面得到改善。在納米技術未誕生時，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，外部環境無法輕易讓其脫離。而且因為應力場的作用，基體中形成微變形區，進而能夠將應力向四周輸送，將沖擊力度控制在最低。

2.3 納米技術于化學纖維改性領域的應用

現下化學纖維生產的一塊關鍵內容就是生產功能纖維。通過納米物質的添加，能夠顯著地改善化學纖維的功效。如果在纖維生產環節內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對能力，例如遮陽設備所采用的材料多屬于此類。

近些年里化學纖維工藝持續進步，各類全新的纖維類型大批量涌現。常見的新興材料包括帶有除臭以及凈化效果的化學纖維，其工藝流程是把納米氧化鋅等融合至原有材料中，現下此類材料與醫療行業中受到重點關注以及推廣。除此以外，將納米氧化鋅投入于聚酯纖維內部將顯現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纖維相互融合就完成了防止靜電產生的功效，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 結語

自從納米技術與高分子材料改性領域相遇，其表現出相當可觀的前景，尤其是針對特殊功能材料的研發方面。國內很早就開始著手生產納米粒子，但是并未形成規范的理論體系，同時面向高分子材料改性領域的探索還處于萌芽階段，不具備豐富的實踐經歷，以及大規模推廣生產的能力。雖然處于這樣一種背景下，但是現下納米技術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.淺探納米技術在高分子材料改性中的應用[J].化工管理,2017,(05):79.

[2]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.

[3]孟翠省.納米技術在高分子材料改性中的應用[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。