纳米技术应用于高分子材料改性探讨

程海波（池州学院，安徽 池州 247000）

纳米技术应用于高分子材料改性探讨

程海波（池州学院，安徽 池州 247000）

利用纳米尺度的相应手法来实现物质与材料特性的转换，挖掘全新的性能与现象。而纳米技术就是通过这样的新性能获取新的应用。伴随科学技术领域的蓬勃成长，目前纳米技术已经受到愈加广泛的关注以及相对宽泛的利用，其表现出的各类特性已经被投入于面向高分子材料方面的探究工作，并且逐步激发以及完善了高分子材料隐含的优秀特性。本次论文由纳米技术为出发点，进而过渡引申向其在高分子领域的应用，重点阐述了纳米技术面向塑料改性方面的落实状况，还有有关橡胶材料和化学纤维的改性环节中的落实状况。为未来的纳米技术投入于高分子改性环节做好一定的理论铺垫，进一步帮助其持续前进。

纳米技术；高分子材料；改性

1 有关纳米技术的介绍

纳米时肉眼无法观测到的微小尺度，利用这一尺度工具面向材料展开研究，可以获取不同于以往的现象。因而，其隐含的潜能值得人们进一步发掘，今后纳米技术也许能够成为现存技术的替代品，为工业、医学、环保以及能源等领域构筑全新的研究模型。

1.1 基本概念

放大后的物质具有电子以及原子，二者之间存在一定影响，其受到材料于纳米尺度上转化的作用而表现出具有可控性的某些特性，像是熔点还有充电容量，乃至时外观的变化。

1.2 必备的基础科学内容

目前我们已知的工具面向纳米尺度现象的了解层次尚处于起步阶段，为追求显著的经济与社会效益，让这一技术能够在工业上广泛应用，应当深入学习以下内容：分子的自组织，量子器件的构筑方式还有各类纳米构筑怎样发挥效能的。

1.3 纳米粒子改性高分子材料的基本原理

于1990年首次召开的国际NST会议代表了纳米技术的正式问世。近几年里，纳米技术朝着高分子领域进军，属于一块新兴的内容，因此还未出现较为成熟的探究体系。目前已知的内容包括：各类材料的纳米粒子和相异的高分子双方的作用原理存在差别，而各类材料的纳米粒子和具体一种高分子产生的影响依然存在差别；经过改性的高分子材料表现出的效果的差异的主导因素涉及：纳米粒子的表面效应、体积效应还有宏观粒子隧道效应。

纳米粒子以及高分子双方将产生物理影响，也就是二者表现出范德华力。纳米粒子能够转换高分子链内部的作用力，由于纳米粒子的规格对照大分子链而言处于相同量级，粒子和大分子链双方表现出分子水平分散。

纳米粒子以及高分子双方具备化学作用，这是由于粒子规模处于1-100nm情况下，粒子表层具备丰富的原子，因为存在隧道效应，进而于粒子表层出现活性点，促进了化学键的构建。

2 纳米技术从高分子领域的应用

2.1 纳米技术于橡胶改性方面的应用

由橡胶行业来看，纳米技术可以把炭黑纳米粒子投入到橡胶内，如此一来能够可观地提升橡胶的强度，其耐磨水平大幅上升，同时表现出显著的抗老化特性。但是投入使用后需要面向炭黑粒子的规格加以掌控，不然将发生性能方面的变化。耐磨性将跟随粒子规格的提升而显现出负相关的关联，一旦这一规格与纳米范围不符，橡胶的性能将朝着不利方向突变。除此以外，也能够面向橡胶的外观加以改变。以往工艺使用的炭黑粒子属于黑色系，如果投入白色的纳米粒子充当强补剂，同时利用一定的着色剂改变外观，就能获取各色的橡胶产品。

另一方面，把归类于三维链接类型的纳米氧化硅投入到橡胶之中，就会产生网形构造。这一构造从宏观来看属于橡胶结实耐用，富有良好弹性的源头。不仅如此，纳米氧化硅也能够反射紫外线。

2.2 纳米技术于塑料改性领域的应用

于塑料行业中融入纳米技术，能够在提升塑料强度的前提下进一步挖掘塑料产品隐含的性能。因为纳米粒子的规格相对微小，具备良好的透光性能。特别适宜投入到塑料薄膜的生产当中，能够可观地同时提升其透明程度以及强度与韧度。

当把纳米技术融入塑料生产，其增韧方面得到改善。在纳米技术未诞生时，人们就在着手探究塑料韧性提升的途径。纳米技术之所以能够增韧改性，归因于其包含了广泛的活性中心，可以相对充分的与基体融合，外部环境无法轻易让其脱离。而且因为应力场的作用，基体中形成微变形区，进而能够将应力向四周输送，将冲击力度控制在最低。

2.3 纳米技术于化学纤维改性领域的应用

现下化学纤维生产的一块关键内容就是生产功能纤维。通过纳米物质的添加，能够显著地改善化学纤维的功效。如果在纤维生产环节内投放一定量二氧化钛，就能够可观地提升纤维抗老化的水平，同时面对紫外线的照射也具备一定的应对能力，例如遮阳设备所采用的材料多属于此类。

近些年里化学纤维工艺持续进步，各类全新的纤维类型大批量涌现。常见的新兴材料包括带有除臭以及净化效果的化学纤维，其工艺流程是把纳米氧化锌等融合至原有材料中，现下此类材料与医疗行业中受到重点关注以及推广。除此以外，将纳米氧化锌投入于聚酯纤维内部将显现出超强的抗紫外线性能，不仅如此，在抗菌消毒方面同样十分突出。而把金属型的纳米粒子与化学纤维相互融合就完成了防止静电产生的功效，如果是诸如银的稀有金属，更是可以消毒杀菌。伴随人们生活水平的提升，大众对于电磁波的要求持续增强，而纳米粒子在服装材料中的使用能够明显阻断电磁波的影响。

3 结语

自从纳米技术与高分子材料改性领域相遇，其表现出相当可观的前景，尤其是针对特殊功能材料的研发方面。国内很早就开始着手生产纳米粒子，但是并未形成规范的理论体系，同时面向高分子材料改性领域的探索还处于萌芽阶段，不具备丰富的实践经历，以及大规模推广生产的能力。虽然处于这样一种背景下，但是现下纳米技术投入高分子材料改性的热门程度有增无减，在今后的探索与研究中必将给大众生活带来更多的便捷。

[1]李杰峰.浅探纳米技术在高分子材料改性中的应用[J].化工管理,2017,(05):79.

[2]邹兴宇,张星涛,赵鹏波.纳米技术在高分子材料改性中的应用[J].四川水泥,2017,(01):339.

[3]孟翠省.纳米技术在高分子材料改性中的应用[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：高分子材料与工程。