高分子复合材料前景精选(九篇)

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第1篇：高分子复合材料前景范文

随着塑料工业的快速发展，塑料产品已经广泛应用到人们的生活当中，给人类带来了许多的便利，与此同时，由于人们对其大量需求致使废弃物中的塑料越来越多，这对生态环境造成了严重的污染。因而，现在许多科学家都在寻找新的环境友好型材料。其中生物可降解高分子材料就属于环境友好型材料，这其中最受人们关注的就是聚乳酸（PLA），具有良好的生物降解性，在微生物作用下分解为二氧化碳和水，对环境不会造成危害。人们之所以选择聚乳酸作为环境友好型材料来研究，是因为聚乳酸具有强度高，透明性好，生物相容性好等优点，可以应用于很多领域，包括医用、包装、纺织等。但是由于其结晶性能差，脆性大等缺点，使其在某些性能方面存在严重的不足，这就严重限制了聚乳酸的应用[1]。为了使聚乳酸能够更好的应用到各个领域，研究者们对其进行表面改性，使其性能得到改善，能够得到更好的应用。

1.生物可降解高分子材料

生物可降解高分子材料是环境友好型材料中最重要的一类。它是指在一定条件下，一定的时间内，能被细菌、真菌、霉菌、藻类等微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的一类高分子材料。由于其具有无毒、生物降解及良好的生物相容性等优点，生物降解高分子被广泛应用于医药、一次性用品、农业、包装卫生等领域。按照来源的不同，可将其分为天然可降解高分子和人工合成可降解高分子两大类。

天然可降解高分子：有淀粉、纤维素、蛋白质等，这类高分子可以自然生长，并且降解后的产物没有毒性，但是这类高分子大多不具备热塑性，加工起来困难，因此不常单独使用，只能与其它高分子材料掺混使用。

人工合成可降解高分子：有聚乳酸、聚己内酯、聚乙烯醇、聚己二酸乙二酯等。这类聚酯的主链大多为脂肪族结构单元，通过酯键相连接，主链比较柔软，容易被自然界中微生物分解。与天然可降解高分子材料相比较，人工合成可降解高分子材料可以在合成时通过控制温度等条件得到不同结构的产物，从而对材料物理性能进行调控，并且还可以通过化学或物理的方法进行改性[2]。

在以上众多的天然可降解高分子材料和人工合成可降解高分子材料中，天然可降解高分子材料加工困难，成本高，不被人们选中，因此，人们把目光集中在了人工合成可降解高分子材料中，这其中聚乳酸具有其良好的生物相容性、生物可降解性、优异的力学强度和刚性等性能，在诸多人工合成可降解高分子材料中脱颖而出，被人们所选中。

2. 聚乳酸材料

在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得，因此它的合成是一个低能耗的过程。废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质，可以再次成为合成聚乳酸的原料，从而实现碳循环[3]。因此，聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。迄今为止，学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。

2.1聚乳酸的合成

聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的，由于乳酸是手性分子，所以有两种立体结构。

聚乳酸的合成方法有两种；一种是通过乳酸直接缩合；另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。

2.1.1直接缩合[4]

直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸，是直接合成过程，但是缩聚反应是可逆反应，很难保证反应正向进行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。但是工艺简单，与开环聚合物相比具有成本优势。因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作，而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸，但与开环聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制较难。

2.1.2丙交酯开环缩合[4]

丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。这种聚合方法很容易实现，并且制得的聚乳酸分子量很大。根据其所用的催化剂不同，有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。（1）阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发，并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系，反应温度高，引发剂用量大，因此这种聚合方法吸引力不高；（2）阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。反应速度快，活性高，可以进行溶液和本体聚合。但是这种聚合很难制备高分子量的聚乳酸；（3）配位开环聚合是目前研究最深的，也是应用最广的。反应所用的催化剂主要为过渡金属的氧化物和有机物，其特点为单体转化率高，副反应少，易于制备高分子量的聚乳酸。但是开环聚合有一个缺点，所使用的催化剂有一定的毒性，所以目前寻找生物安全性高的催化剂成为配位开环聚合研究的重要方向。

2.2聚乳酸的性质

由于乳酸单体具有旋光性，因此合成的聚乳酸具有三种立体构型：左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）和消旋聚乳酸（PDLLA）。其中PLLA和PDLLA是目前最常用，也是最容易制备的。PLLA是半结晶型聚合物，具有良好的强度和刚性，但是其缺点是抗冲击性能差，易脆性断裂。而PDLLA是无定形的透明材料，力学性能较差[5]。

虽然聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可降解性、优异的力学强度和阻隔性，但是聚乳酸作为材料使用时有明显的不足之处；韧性较差并且极易弯曲变形，结晶度高，降解周期难以控制，热稳定性差，受热易分解，价格昂贵等。这些缺点严重限制了聚乳酸的应用与发展[6]。因此，针对聚乳酸树脂原料进行改性成为聚乳酸材料在加工和应用之前必不可少的一道工序。

2.3聚乳酸的改性

针对聚乳酸的以上缺点，研究者们对其进行了增韧改性、增强改性和耐热改性，用以改善聚乳酸的韧性和抗弯曲变形能力，提高热稳定性，进一步增强聚乳酸材料。

2.3.1增韧改性

在常温下聚乳酸是一种硬而脆的材料，在用于对材料要求高的领域，需要对其进行增韧改性。增韧改性主要分为共混和共聚两种方法。但是由于共聚法在聚乳酸的聚合过程中工艺比较复杂，并且生产成本高，因此在实际工业生产中，主要用共混法来改善聚乳酸的韧性。共混法是将两种或两种以上的聚合物进行混合，通过聚合物各组分性能的复合达到改性目的[7]。为了拓展聚乳酸材料在工程领域的用途，研究者们常采用将聚乳酸与其它高聚物共混，这样一方面能够改善聚乳酸的力学性能和成型加工性能，另一方面也为获得新型的高性能高分子共混材料提供了有效途径。

增韧改性所用的共混法工艺比较简便，成本相应低一些，在实际工业生产中更加实用。不过受到聚乳酸本身的硬质和高模量限制，共混法改性目前主要方向为增韧、调控亲水性和降解能力。

2.3.2增强改性

聚乳酸本身为线型聚合物，分子链中长支链比较少，这就使聚乳酸材料的强度在一些场合满足不了使用的要求。因此要对其进行增强改性，使其强度达到要求。目前主要采用了玻璃纤维增强、天然纤维增强、纳米复合和填充增强等技术来对聚乳酸进行改性，用以提高聚乳酸材料的力学性能[7]。

目前，植物纤维和玻璃纤维对增强聚乳酸的力学性能效果相差不大，但是植物纤维价格低廉，并且对环境友好，因而成为对聚乳酸进行增强改性的常见材料。而填充增强引入了与聚合物基体性质完全不同的无机组分并且综合性能提升明显，因此受到广泛的关注。这其中，以纳米填充最有成效，填充后可以全面提升聚乳酸的热稳定性、力学强度、气体阻隔性、阻燃性等多种性能。此外，聚乳酸具有生物相容性和可降解的特性，因此用做人体骨骼移植、骨骼连接销钉等医学材料。

2.3.3耐热改性

耐热性差是生物降解高分子材料共有的缺点。聚乳酸的熔点比较低，因此它在高温高剪切作用下易发生热降解，导致分子链断裂，分子量降低，成型制品性能下降。因此需要对聚乳酸进行耐热改性，用以提高其加工性能，通常采用严格干燥、纯化和封端基等方式提高其热稳定性[8]。目前，添加抗氧剂是提高聚合物耐热性的常用方法，除了采用添加改性或与其它树脂共混改性来提高聚乳酸耐热性，还可以通过拉伸并热定型的方法提高聚乳酸的耐热性，与此同时，还可以改善其聚乳酸复合材料韧性和强度。在纺织、包装业等领域有很好的应用。

从上述几种改性结果来看，与聚乳酸相比，改性后的聚乳酸复合材料综合性能等方面都得到了全面的提升，在医学、纺织、包装业等领域都得到了很好的应用。因此，聚乳酸复合材料得到了人们的喜爱与关注，并逐渐将人们的生活与之紧紧联系在了一起。成为国内外研究者所要研究的重点对象。

3.聚乳酸复合材料及研究进展

3.1聚乳酸复合材料

经过改性剂改性过的聚乳酸复合材料是一种新型复合材料，它是以聚乳酸为基体，在其中加入改性剂混合用各种方式复合而成的。同时它具备与聚乳酸相同的无毒、无刺激性、良好的生物相容性等性质，但是在性能方面要都优于聚乳酸。聚乳酸复合材料在柔顺性、伸长率、力学、电、热稳定性等方面都表现出了优异的性能，目前已经将其应用与医学、农业、纺织、包装业和组织工程等[9]领域，应用非常广泛。

聚乳酸复合材料可以在微生物的作用下分解为二氧化碳和水，对环境不会造成任何的危害，加上其在各个方面都具有优异的性能，可以用于各个领域。因此成为了新一代的环境友好型材料被国内外的研究者们广泛关注。目前，就聚乳酸复合材料的研究，国内外研究者们都取得了一定的成果和进展。

3.2聚乳酸复合材料研究进展

由于聚乳酸作为生物相容，可降解环境友好材料，存在着结晶速度慢、结晶度低、脆性大等缺陷，将需要与具有优异导电、导热、力学性能，生物相容性等优点的填料复合进行填充改性[10]。这个方法成为目前国内外研究的重点。对于聚乳酸复合材料的研究以下是国内外研究者的研究进展。

盛春英[1]通过溶液共混法制备了聚乳酸/碳纳米管复合物，用红外光谱和DSC研究了复合材料的等温结晶和非等温结晶性能，重点研究了CNTs的种类、管径、管长、质量分数以及聚乳酸分子量对复合物结晶性能的影响，以及等温结晶对复合材料拉伸性能的影响。

范丽园[2]将左旋聚乳酸和纳米羟基磷灰石用含有亲水基团的JMXRJ改性剂，通过溶液共混法，加强两者亲水性能和结合能力。以碳纤维为增强体，制备出碳纤维增强改性PLLA基复合材料。并分析其化学结构、结晶行为、热性能以及等温结晶时晶球变化。

张东飞等[3]人介绍了碳纳米管制备的三种方法，即石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法，并阐述了碳纳米管导热基本机理，对碳纳米管应用于复合材料热传导性能进行了研究与展望。

赵媛媛[4]采用溶液超声法，选用多壁碳纳米管作为填充物，制备聚乳酸/碳纳米管复合材料，并对其进行改性研究。以碳纳米管化学修饰及百分含量的变化对其在PLLA基体中的分散性、形态、结晶行为、力学性能和水解行为的影响为主要研究对象。

张凯[5]通过对有效的碳纳米管分布对复合材料的导电性能进行研究。并重点从形态调控角度，调节碳纳米管在高分子基体中的有效分布，构建了高效的导电网络。并从晶体排斥、相态演变、隔离的角度，设计三种不同形态的导电聚乳酸/复合材料，降低了材料的导电逾渗值。

冯江涛[6]通过采用混酸处理、表面活性剂修饰和表面接枝三种方法对对碳纳米管表面进行修饰，利用溶剂蒸发法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料，采用红外吸收光谱、拉曼光谱、偏光显微镜、透射电镜、扫描电镜、差示扫描量热分析仪对复合材料的表面形貌和结构进行了分析和总结。

李艳丽[7]通过混合强酸酸化与马来酸酐接枝相结合，对碳纳米管表面修饰，增强了碳纳米管与聚乳酸之间的界面相互作用，获得了碳纳米管分散均匀的聚乳酸/碳纳米管纳米复合材料。并且研究不同条件下碳纳米管对聚乳酸结晶行为的影响，发现碳纳米管对聚乳酸的结晶有明显的异相成核作用。

许孔力等[8]人通过溶液复合的方法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料，并对其力学性能和电学性能进行了详细的研究，而且对复合材料的应用前景进行了展望。

李玉[9]通过将聚乳酸与具有优异导电、导热、力学性能、生物相容性的碳基纳米填料进行填充改性。考察了静电纺丝参数对聚乳酸纤维的形貌影响，并且考察了不同含量的碳纳米管对复合纤维形貌和结构的影响。此外，还对静电纺丝和溶液涂膜制备工艺对复合材料性能影响。

赵学文[10]通过将碳纳米粒子引入聚合物共混体系实现了复合材料的功能化与高性能化。并且他们提出一种基于反应性碳纳米粒子的热力学相容策略，有效的提高了不相容共混物的界面粘附力，增强了材料的力学性能，同时赋予了导电等功能。

Mosab Kaseem等[11]人通过热、机械、电气和流变性质对聚乳酸基质中碳纳米管的类型、纵横比、负载、分散状态和排列的依赖性。对不同性能的研究表明，碳纳米管添加剂可以提高聚乳酸复合材料的性能。

Mainak Majumder等[12]人通过对聚乳酸/碳纳米管复合材料制备和表征方面的研究，

综述有关碳纳米管在聚乳酸基质中分散的有效参数。并且将聚乳酸与不同材料结合用来改变其性能。

Wenjing Zhang等[13]人通过溶液共混制备了一系列PLLA/碳纳米管复合材料。测试了形态，机械性能和电性能。通过研究发现随着碳纳米管含量达到其渗透阈值，PLLA/碳纳米管复合材料的体积电阻降低了十个数量级。通过光学显微镜图像显示了纳米复合材料的球晶形态，用差示扫描量热法（DSC）测量，其结果显示，随着碳纳米管含量的增加，冷结晶温度升高。

Eric D等[14]人通过研究在半结晶聚合物碳纳米管复合材料中，碳纳米管被视为可以影响聚合物结晶的成核剂。但是，由于碳纳米管的复杂性。不同的手性，直径，表面官能团，使用的表面活性剂和样品制备过程可能会影响复合材料结晶。研究了半晶复合材料的结构，形态和相关应用。简要介绍聚合物中的结晶和线性成核。使用溶液结晶方法揭示了界面结构和形态。

Kandadai等[15]人通过拉曼光谱分析表明PLLA和碳纳米管之间的相互作用主要通过疏水的C-CH3官能团发生。复合材料的直流电导率随碳纳米管负载的增加而增加。导电的碳纳米管增强的生物相容性聚合物复合材料可以潜在地用作新一代植入物材料，从而刺激细胞生长和通过促进物理电信号传递来使组织再生。

从以上国内外研究者的研究进展中，可以看到，大部分的研究者都是通过溶液共混的方法制备聚乳酸复合材料，这种方法对于国内外的研究者们来说比较简便可靠。并且他们将制备好后的聚乳酸复合材料通过红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、差示扫描量热、拉曼光谱和偏光显微镜等手段进行其结构和性能的观察和分析，发现聚乳酸复合材料的性能在各个方面都有显著的提高，并且可以应用与各个领域，应用前景非常广阔。聚乳酸复合材料作为新一代性能全面的环境友好型材料，国内外的研究者们对聚乳酸复合材料的研究还在进行着，并且对于它的发展都有很高的期待。

4.本课题的研究思路及研究内容

4.1 研究思路

聚乳酸作为可降解生物材料，同时又具有生物相容性，力学性能好等优点。碳纳米管则具有良好的生物相容性，功能性等优点。将两种材料复合可以进一步改善聚乳酸结晶性能、力学性能、赋予其导电性。

对于聚乳酸/碳纳米管复合材料的制备可以通过共混法、原位聚合及静电纺丝法来制备，目前通常采用溶剂挥发法制备聚乳酸/碳纳米管复合材料。通过拉曼光谱、电子能谱、扫描电子显微镜、示差扫描量热来测定其结合能、材料表面形貌以及结晶、熔融温度等方面进行观察分析。

第2篇：高分子复合材料前景范文

关键词：磷系阻燃剂；阻燃机理；种类；展望

1、引言

随着高分子材料科学与工程的发展，各种高分子复合材料正在逐步取代传统材料而应用于社会生产与生活的各个领域。但是，高分子复合材料具有优越性能的同时，还具有可燃性，这给人们的生产与生活带来了一定的隐患，因此，对于高分子复合材料的燃烧特性以及防火技术的研究具有重要的意义。阻燃剂在塑料助剂中的消耗量仅次于增塑剂，己成为塑料助剂中用量第二的大品种，其中，磷系阻燃剂由于其自身的特点与优势，非常符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。

2、磷及磷化合物阻燃机理

阻燃剂的使用能够有效的延缓和抑制高分子材料的燃烧传播速度，以及被热引燃的概率，是高分子复合材料工业中的一种重要助剂。磷及磷化合物由于其自身特点和性能，在很早之前就己被当做阻燃剂来使用。它的阻燃机理主要是在高分子材料以及氧化剂或热源之间形成隔离膜，从而达到阻燃效果。按磷化合物在不同反应区所起的阻燃作用可分为凝聚相中阻燃机理和蒸汽相中阻燃机理两种。

加入磷系阻燃剂的高分子材料在进行燃烧时，磷化合物受热分解，产生化学反应，生成聚偏磷酸，由于聚偏磷酸是一种不易挥发的稳定化合物质，因此可以在高分子复合材料表面形成一层有效的保护膜，防止复合材料燃烧，起到阻燃作用。另外，聚偏磷酸具有较强的吸水或脱水效果，可以形成具有一定厚度的不易燃烧的碳层，从而起到阻燃作用。含磷阻燃剂也是一种自由基捕获剂。利用质谱技术可发现，任何含磷化合物在复合材料燃烧时都能形成P0・，然后与燃烧区域范围内的氢原子产生化学反应，起到抑制燃烧的作用。

另外，磷系阻燃剂在阻燃过程中可以产生一定的水分，这些水分一方面可以稀释气相中的可燃物浓度，另一方面也可以降低凝聚相的温度，从而可以更好的起到阻燃的作用。

3、磷系阻燃剂种类

根据磷系阻燃剂的组成和结构的不同，可将其分为无机型磷系阻燃剂、有机型磷系阻燃剂以及复合型磷系阻燃剂三大类。其中，无机型阻燃剂主要包括红磷和磷酸盐两类，有机型阻燃剂主要包括磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯和磷盐等，而复合型阻燃剂主要就是指膨胀型阻燃剂。

3.1　无机型阻燃剂

红磷又名赤磷，具有高效、抑烟以及低毒等优点，是一种性能优良的阻燃剂。但是在实际应用过程中，红磷也具有许多不良之处：因为红磷的着火点较低，所以具有易燃的特点，并且粉末易爆炸，受潮时容易氧化成酸，释放出有毒气体，同时，在实际应用过程中不易均匀的分散于高分子复合材料之中。为了有效的克服这些缺点，提高其性能，各国化学工业的公司或企业都对红磷表面的改性进行了研究，推出了用有机物或无机物来包覆红磷等包覆红磷的产品。红磷作为阻燃剂还没有在我国进行广泛使用，对于它的研究目前还比较少，但是，由于它具有广泛的应用前景，因此仍然还应当引起重视和注意。

聚磷酸铵是一种性能良好的无机磷阻燃剂，是目前磷系阻燃剂比较活跃的研究领域之一。聚磷酸铵的阻燃元素含量较高，同时热稳定性能也较好，另外，还具有价钱较低、毒性较少、阻燃性能持久等优点。聚磷酸具有脱水效果，可使高分子复合材料脱水炭化形成一层碳层保护层，将复合材料与氧气、热源等隔离，起到很好的阻燃作用。聚磷酸铵虽然成本较低，使用简单方便，效果也不错，但是在应用中也具有一些不可避免的缺点。例如，在空气中容易受潮，用于棉织物则对其强度影响较大，用于纸张则会使纸张发黄变脆。通过研究可知，聚磷酸铵的微胶囊化可以有效的防止其在空气中的受潮，从而增强它的阻燃效果。另一方面提高聚磷酸铵的聚合度也可以增强它的阻燃整体效果。

3.2　有机型阻燃剂

有机磷化合物是添加型阻燃剂，其中，磷酸酯系列是有机磷阻燃剂的主要系列。由于磷酸酯成本较低、资源丰富，与高分子复合材料的相容性较好，因此被广泛的应用于有机型磷系阻燃剂之中。磷酸酯阻燃剂主要可分为含卤类和无卤类两种。无卤类磷酸酯阻燃剂可抑制燃烧后的残余物，产生较少的腐蚀性气体；含卤类磷酸酯由于同时含有卤素和磷素，因此阻燃效果较为理想。表1为无卤类和含卤类磷酸酯阻燃体系的比较。

相对于磷酸酯来说，亚磷酸酯的研究用于阻燃的较少，大多都是偏向于抗氧剂以及防老剂等方向的发展。亚磷酸酯类阻燃剂的作用主要是用于聚氨酯泡沫塑料薄片与无纺布人造革等面料的阻燃。

膦酸酯系列阻燃剂化学稳定性较强，具有耐水耐溶剂性，是一类很有发展前途的阻燃剂。该阻燃剂是一类具有良好的耐热性、较高的稳定性以及优良的耐水性的添加型阻燃剂，主要用于聚酯纤维的阻燃。

磷盐系列的阻燃剂代表主要为氯化四羟甲基磷，它的主要用于棉纱以及棉织品的阻燃处理。属于早期开发的织物阻燃剂，但是因为在使用和制造过程中可能产生一些具有致癌性的物质，故现在很少使用。目前己对其进行了改性研究，开发出一系列的新型产品，并应用在防雨布、军用棉布和工作服的阻燃处理。

3.3　复合型阻燃剂

复合阻燃剂主要是利用种类的阻燃剂的协同效应来提高阻燃的效果。目前对于此类复合型阻燃体系的研究较为广泛。主要成果有添加型复合磷系阻燃剂和化合物型复合磷系阻燃剂。添加型复合磷系阻燃剂是一种实用且较为简单的提高阻燃效果的方法，含氮化合物阻燃剂本身毒性低，且燃烧的产物毒性也较低、并且燃烧过程产生的腐蚀性气体较少，是通过凝聚相和气相的阻燃，阻燃效率高；化合物型复合磷系阻燃剂主要是氮－磷、氮－磷－澳、氮－磷－氯、澳代磷酸醋、氯代磷酸醋化合物。由于同一阻燃剂分子中含有多种阻燃元素，阻燃元素的协同效应使聚合物材料的阻燃效果提高。

4、对于磷系阻燃剂的展望

磷系阻燃剂具有低毒、低烟、低卤甚至无卤的特性，并且效率高、用量少，在阻燃剂领域备受关注，尤其是在我国，有着更大的发展空间和潜力。同时，由于其自身的表面处理技术不够完善、一些阻燃剂相容性差、有机磷系多为液体、热稳定性较差、发烟量大、挥发性大等缺陷，使其的应用受到了一定的限制。所以，对于磷系阻燃剂的研究还在继续中，具体有以下一些方面：开发对材料性能影响小，且高效低毒的阻燃剂；开发有机磷阻燃剂和无机纳米阻燃剂相协同的阻燃机理，研制出新型的复合阻燃剂；加强开发带有像P、N、cl、Rr等多官能团的阻燃剂或者与其他卤素于一身的阻燃剂，由于分子中的各种协同作用，促进了阻燃的效果。

第3篇：高分子复合材料前景范文

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关键词：纳米材料　生物医学　应用

1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性

1.1纳米碳材料

纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。

碳纳米管有独特的孔状结构［1］，利用这一结构特性，将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放，使可控药物变为现实。此外，碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针（如观察蛋白质结构的afm探针等）或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属fe、co、ni及其合金为催化剂，以低碳烃类化合物为碳源，氢气为载体，在873 k～1473 k的温度下生成，具有超常特性和良好的生物相溶性，在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳（简称dlc）是一种具有大量金刚石结构c—c键的碳氢聚合物，可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜，具有优秀的生物相溶性，尤其是血液相溶性。资料报道，与其他材料相比，类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低，对白蛋白的吸附增强，血管内膜增生减少，因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。

1.2纳米高分子材料

纳米高分子材料，也称高分子纳米微粒或高分子超微粒，粒径尺度在1 nm～1000 nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能，可用于药物、基因传递和药物控释载体，以及免疫分析、介入性诊疗等方面。

1.3纳米复合材料

目前，研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径，并逐步向智能化方向发展，在光、热、磁、力、声［2］等方面具有奇异的特性，因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米zro2增韧的氧化铝复合材料，用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久［3］。研究表明，纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料［4］。此外，纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药，还可杀死癌细胞，有效抑制肿瘤生长，而对正常细胞组织丝毫无损，这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明，这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。

此外，在临床医学中，具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料，微乳液等等。

2纳米材料在生物医学应用中的前景

2.1用纳米材料进行细胞分离

利用纳米复合体性能稳定，一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后，人们便将纳米sio2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中，使所需要的细胞很快分离出来。目前，生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析（如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器［5］）。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者［6］。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞，实现癌症的早期诊断和治疗。

2.2用纳米材料进行细胞内部染色

比利时的de mey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸（haucl4）水溶液中还原出来形成金纳米粒子，（粒径的尺寸范围是3 nm～40 nm），将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合，利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异，选择抗体种类，制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物，在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色（如10 nm的金粒子在光学显微镜下呈红色），从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签，为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。

2.3纳米材料在医药方面的应用

2.3.1纳米粒子用作药物载体

一般来说，血液中红血球的大小为6000 nm～9000 nm，一般细菌的长度为2000 nm～3000 nm［7］，引起人体发病的病毒尺寸为80 nm～100 nm，而纳米包覆体尺寸约30 nm［8］，细胞尺寸更大，因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明，作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。

磁性纳米颗粒作为药物载体，在外磁场的引导下集中于病患部位，进行定位病变治疗，利于提高药效，减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液，接上抗原或抗体，就能进行免疫学的间接凝聚实验，用于快速诊断［9］。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位，如子宫、阴道、口（颊、舌、齿）、上下呼吸道（鼻、肺）、以及眼、耳等［10］。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉，并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸（pla）制的微芯片为基础，能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统，并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子（nps）在基因治疗中的dna载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。

2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料

ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌，添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。

2.3.3智能—靶向药物

在超临界高压下细胞会“变软”，而纳米生化材料微小易渗透，使医药家能改变细胞基因，因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹，在水中溶解后注入肿瘤部位，使癌细胞部位完全被磁场封闭，通电加热时温度达到47℃，慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功［11］。美国密歇根大学正在研制一种仅20 nm的微型智能炸弹，能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞，甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。

2.4纳米材料用于介入性诊疗

日本科学家利用纳米材料，开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子，它可以同人或动物体内的物质反应产生光，研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产

生的光，经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态，初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性，可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值，并有助于糖尿病的诊断和治疗。

2.5纳米材料在人体组织方面的应用

纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛，除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。

目前，首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为dna导入细胞的有效载体，在大鼠实验中已取得初步成效，为基因治疗提供了一种更微观的新思路。

纳米生物学的设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗（疏通脑血管中的血栓，清除心脏脂肪沉积物，吞噬病菌，杀死癌细胞，监视体内的病变等）［12］；还可以用来进行人体器官的修复工作，比如作整容手术、从基因中除去有害的dna，或把正常的dna安装在基因中，使机体正常运行或使引起癌症的dna突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器（rom）微型设备植入大脑中，与神经通路相连，可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，可以用其吞噬病毒，杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。

瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人，目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段［13］。

纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域，尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用，临床医疗将变得节奏更快，效率更高，诊断检查更准确，治疗更有效。

参考文献

［1］philippe p，nang z l et al.science，1999，283:1513

［2］孙晓丽等.材料科学与工艺，2002，（4）：436-441

［3］赖高惠编译.化工新型材料，2002，（5）：40

［4］苗宗宁等.实用临床医药杂志，2003，（3）：212-214

［5］崔大祥等.中国科学学院院刊，2003，（1）：20-24

［6］顾宁，付德刚等.纳米技术与应用.北京：人民邮电出版社，2002：131-133

［7］胥保华等.生物医学工程学杂志，2004，（2）：333-336

［8］张立德，牟季美.纳米材料和结构.北京：科学出版社，2001：510

［9］刘新云.安徽化工，2002，（5）：27-29

［10］姚康德，成国祥.智能材料.北京：化学工业出版社，2002：71

［11］李沐纯等.中国现代医学杂志，2003，13：140-141

［12］张莉芹.武汉科学大学学报（自然科学版），2003，（3）：23

第4篇：高分子复合材料前景范文

关键词：树脂 复合材料 航空材料

1、引言：

树脂基复合材料是由以有机聚合物为基体的纤维增强材料，通常使用玻璃纤维、碳纤维或者芳纶的等有机纤维。树脂基复合材料具有较高的比强度及比刚度，可设计性强，抗疲劳断裂性能好，耐腐蚀，结构尺寸稳定性好以及便于大面积成型的独特优点，充分体现了集结构承载和功能于一身的鲜明特点。自上世纪60年代以来，树脂基复合材料在航空、武器装备、汽车、海洋工业等方面获得了日益广泛的应用。

2、树脂基复合材料的发展

1940年，二战时期，由于战争资源的需要，第一个纤维增强合成材料而成的复合材料应时代而生：以手糊成型方法制成了玻璃纤维增强不饱和聚酯的军用飞机雷达罩。 1944年，玻璃纤维增强树脂作为机身和机翼材料的飞机试飞成功。随着生产工艺的发展，材料性能的逐步提高，复合材料在航空器中的地位越来越重要。怎样减少飞机结构重量以提高飞机的装载效率是百年来飞机发展所一直追求的目标。飞机结构从 20世纪初的木、布结构，到 30年代轻合金的全金属结构， 30年代－60年代虽然金属材料的性能有很大提高，但是单依靠提高金属材料性能来进一步降低飞机结构重量系数（即飞机结构重量与飞机起飞重量的比值）已达到极限。为此，飞机设计师们不得不寻求新的途径，于是找到了高比强度（材料强度与密度的比值）、高比刚度（材料模量与密度的比值）纤维增强树脂基复合材料。随后，具有更高比强度、比刚度，同时兼具更高剪切强度、剪切模量以及耐热性的第二代现代复合材料应运而生，主要以硼纤维、碳纤维、芳纶纤维为增强材料，以聚酰亚胺等高性能树脂为基体，同时包括铝、镁、钛等金属基体，金属间化合物，碳化硅、氮化硅等陶瓷基体。而性能更高的氧化铝纤维、碳化硅纤维、晶须等增强材料的出现，更引发了具有多功能、高韧性、耐热的第三代高性能复合材料的发展。 1980年以后，先进复合材料在航空、航天等领域已经得到了较为广泛的应用。

先进树脂基复合材料常用的增强纤维包括碳纤维和其他高性能有机纤维。目前对碳纤维的研究, 主要集中于提高模量和强度、降低生产成本。使用的纤维先驱体主要仍然是聚丙烯腈( PAN) 和沥青纤维, 二者的用量比例约为6:1[1]。

近年来先进树脂基复合材料树脂基体的研究主要围绕着改善耐湿热性能、提高韧性和工作温度。目前常用的树脂基体有高温固化的多功能环氧树脂基体、氰酸酯树脂、BMI 树脂、耐高温聚酰亚胺。[2]

3、树脂基复合材料的种类和性能特点

树脂基复合材料作为一种复合材料，是由两个或两个以上的独立物理相，包含基体材料（树脂）和增强材料所组成的一种固体产物。树脂基复合材料具有如下的特点：1）各向异性（短纤维复合材料等显各向同性）；2）不均质（或结构组织质地的不连续性）；3）成粘弹；4）纤维（或树脂）的体积含量不同，材料的物理性能差异；5）影响质量因素多，材料性能多呈分散性。

树脂基复合材料包括热塑性树脂基复合材料和热固性树脂基复合材料，热塑性树脂基复合材料是20世纪80年展起来的，主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同，树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料，纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。

目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面，近年来民用产品也有广泛应用，如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维，是比较理想的耐热防火材料，用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件，大量应用于火箭、导弹的防热材料。

碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能，首先在航空航天领域得到广泛应用，近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。

芳纶纤维比强度、比模量较高，因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件（如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等）、舰船（如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等）、汽车（如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等）以及耐热运输带、体育运动器材等。

超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一，尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性，许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩，大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域，在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。

1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品，70年代后开始转向民用。热固性树脂基复合材料产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。

4、树脂基复合材料的成型工艺[3]

树脂基复合材料的成型工艺主要有复合材料低温固化技术、树脂传递模塑（RTM）成型技术、自动缠绕与铺放技术、电子束固化技术。

第5篇：高分子复合材料前景范文

木塑复合材料的性能优势

PVC/木粉复合材料挤出微发泡制品兼有具比纯木材和塑料产品的更优良的性能，不仅性能达到了真正仿木的效果，而且其加工成本也比木制品低很多，它的产生给木制品行业带来了一次革命性的跨越，也塑料加工行业注入了新的血液和活力。

（1）木粉复合材料的表面经过处理后，能形成一层高分子膜覆在材料的表面，其吸水率要比材料本身小2%左右，防水性能要好于木材，而且能阻绝霉菌滋生，使木粉的防霉能力也得到了提高。

（2）木粉复合材料能根据要求制成各种形状和纹理的制品，外形美观无色差，材料利用率高，无加工剩余物，能回收再利用，是一种节能又环保的材料。

作为一种新型的木材替代品，它可以广泛应用于建筑装饰和包装等领域，绝大多数的室内外装饰建材均可用PVC来制造。PVC木塑彻底抛弃原木的缺点，改进了原木的不足，保留了原木特有的木质感。同时PVC木塑材料可根据不同木种和颜色生产出不同等级、不同规格、不同颜色的制品。由于生产过程采用挤出成型，可实现自动连续生产，长度任意裁定，这是原木所不能及的。PVC制品现已收到全球广泛的重视，被誉为绿色环保新型材料，具有广阔的发展前景。

试验

·木粉种类对材料性能的影响

在本实验中,采用了50目,80目,100目,120目的干燥木粉,在填充量为40份时与PVC基体复合,测试复合材料的冲击性能、熔融指数、热变形温度。一般来说,填料的颗粒粒径越小,假如它能分散的均匀,则填充材料的力学性能越好,但同时颗粒的粒径越小,要实现起均匀分散越困难,需要更多的助剂和更好的加工设备,而且颗粒越细所需要的加工费用越高,因此要根据需要选择适当粒径的填料。

一般情况下，当填料粒径较大时，填料在体系中的分散较困难，随粒径减小分散性提高，当粒径降到一定范围时，由于填料颗粒的团聚现象加剧，分散性也变差。

·木粉填充量对材料性能的影响

本实验通过分别加入10%NaOH浸泡的100目干燥木粉4克、8克、12克、16克以及其他助剂,再加入PVC树脂20克，密炼15分钟，温度要求达到178℃左右，得到的结果如下：

（1）随着木粉填充量的增加,复合材料的熔融指数降低, 聚合物流率的均匀性变差。

（2）随着木粉填充量的增加，复合材料的维卡软化点升高。木份颗粒属于天然高分子纤维，它是一种刚性材料，在高温下变形较小。当木份含量增加时，木粉在体系中的体积比升高，复合材料的刚性增大，模量升高。同时，PVC大分子链的各运动单元由于受到木粉颗粒的限制热运动能力变差，减少了PVC大分子链因温度升高而蜷曲的倾向，材料的粘度升高，材料的耐热变形能力提高。

（3）随着木粉填料量的增加,材料的冲击强度下降。原因是,作为分散相的木粉在基体中起到应力集中物的作用,它不会受力变形,也不能终止裂纹或产生银纹吸收冲击能,因此使填充体系的脆性增加。随着木粉填充量的增加,由于木粉密度低,填料所占据的体积比增大,同时木粉颗粒分散性变差,颗粒堆砌严重,不仅提供了更多的应力集中点,而且更严重地影响了作为主要受力部分的PVC基体的连续性,从而使复合材料的冲击强度下降。

结束语

第6篇：高分子复合材料前景范文

关键词：碳纳米管；聚氯乙烯；复合材料

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0020－02

1 前言

1991年日本电镜专家NEC公司的Iijima在用石墨电弧放电法制备C60的过程中，发现了一种多层状的碳结构――碳纳米管（CNTs）。［1］CNTs独特的结构和性能使它具有良好的应用前景，尤其是其大规模生产的实现使其成为聚合物填充材料的首选，为未来复合材料的发展和广泛应用开辟了更为广阔的空间。

聚氯乙烯（PVC）作为一种通用型合成树脂材料，由于具有优异的耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性及容易加工等特点，目前在工业及日常生活中均得以广泛应用。近年来，CNTs才逐渐用于改性PVC。

2 碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的制备

2.1 溶液成膜法

溶液成膜法是目前制备CNTs/PVC复合材料的常用方法，其过程是将PVC溶于溶剂形成溶液，然后在机械搅拌或超声波作用下将CNTs分散在PVC溶液中，浇铸成膜挥发溶剂便得到复合材料。

Broza Georg等［2］采用溶液成膜法，通过四氢呋喃溶液分别制备出将单壁CNTs/PVC和多壁CNTs/PVC纳米复合材料，并将其进行了电性能测试，均一分散的CNTs改善了PVC的电学性能，但是CNTs的质量分数高达20%，这可能是因为CNTs未经过修饰，与PVC基体的结合力差所致。陈利等［3］通过溶液成膜法简单制得CNTs/PVC复合材料，CNTs含量介于1%～2.5%的PVC复合材料的导电性和拉伸强度都较纯PVC有较大改善。R. Jung等［4］将CNTs酸化处理后，用十六烷基溴化三甲基铵将酸化CNTs在超声波作用下分散在水中，再将预处理带负电荷的PVC微球过量加入到CNTs的水分散溶液中。CNTs靠静电作用吸附在PVC表面，真空干燥后将PVC粒子溶于N，N2二甲基甲酰胺（DMF）中浇铸成膜，薄膜的导电率在CNTs质量分数为29%时明显增加，拉伸强度等力学性能也有提高。JH Shi等［5］在CNTs表面接枝了聚甲基丙烯酸正丁酯（PBMA），将改性后的CNTs混于PVC的四氢呋喃溶液中浇铸成膜。PBMA的引入大大改善了CNTs在PVC中的分散性，使PVC的拉伸弹性模量和断裂伸长率都得到大幅度的提高。

上述研究表明，经过改性的CNTs在较低含量时就能显著改善PVC的力学性能。

2.2 熔融混合法

尽管溶液成膜法是制备碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的常用方法，但此法不适合进行大规模工业生产，因此，研究人员又采用了熔融混合法。

Wang GJ等［6］先通过（苯乙烯/马来酸酐）共聚物（SMAH）改性CNTs，再将质量分数为0.25%的经修饰的CNTs与PVC熔融共混，使PVC材料的力学性能得到显著提高。此外，还用酸化、酰氯化、接枝等一系列反应成功地在MWNTs表面接枝聚己内酯（PCL），采用熔融混合法制备了PVC/改性MWNTs纳米复合材料，［7］在M1－g－PCL质量分数仅为0.7%时，复合材料的表面电阻率降低了3个数量级。

王平华等［8］采用RAFT活性聚合方法在CNTs表面接枝上聚合物链，然后与PVC通过熔融共混方法复合制备了CNTs/PVC纳米复合材料，对复合材料的结构与拉伸强度进行了表征研究，结果表明，接枝聚合物链的碳纳米管显著提高了PVC的拉伸强度。

王文一等［9］选用聚团状多壁碳纳米管（MWNTs）及氯化聚乙烯（CPE）、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）等改性剂对聚氯乙烯（PVC）通过熔融混合法进行了抗静电及增韧研究，结果表明，MWNTs/CPE/PVC体系具有较高的抗静电效果，碳纳米管在复合材料中的含量为8.3%时分散均匀且形成了很好的网络结构，这在提高复合体系的热稳定性的同时赋予复合体系良好的导电性。

Faruk Omar等［10］采用熔融混合法制备了多壁CNTs/PVC复合材料，并将最优条件所得复合材料进行了弯曲性能、电性能及热性能测试。

目前，碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的制备主要采用以上两种方法。

3 展望

从上文分析可知，碳纳米管作为填料能有效地改进聚氯乙烯的电学性能和力学性能，提高其导电性可以解决聚合物材料介电常数大、易带静电等问题。同时在尽量低的电渗流阈值下，使复合材料的力学性能和电学性能得到最优结合。

目前这方面的研究还处于初级阶段，主要集中在碳纳米管的分散、材料的制备等方面，主要还存在以下问题：①制备方法虽然简单，但要制备均一性能的复合材料，工艺仍需进一步改进。②复合材料中碳纳米管和聚氯乙烯之间的作用机理研究还不成熟，需要投入大量工作。③对复合材料的研究仍局限于碳纳米管或聚氯乙烯性能的改善及其应用，复合材料能否出现新的性能尚需进一步研究。

参考文献：

［1］Iijima S. Helical microtubules of graphite carbon［J］. Nature, 1991（7）：56～58.

［2］Broza G, Piszczek K, Schulte K,et al. Nanocomposites of poly

（vinyl chloride）with carbon nanotubes（CNT）［J］. Composites Science and Technology, 2007（5）：890～894.

［3］陈利.多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料的制备及性能［J］.高分子材料科学与工程，2009（4）：140～143.

［4］Jung R, Kim H S,Jin H J. Multiwalled carbon nanotube reinforced poly（vinyl chloride）［J］. Macromolecular Symposia, 2007（1）：259～264.

［5］Shi JH, Yang BX, Pramoda KP, et al. Nanotechnology, 2007, 18: 1～8.

［6］Wang GJ, Qu ZH, Liu L, et al. Material Science and Engineering A, 2007, 472: 136～139.

［7］王国建，赵明君.聚己内酯接枝改性MWNTs对PVC抗静电性能的影响［J］.工程塑料应用，2010（1）：10～14.

［8］王平华，王贺宜，唐龙祥等.碳纳米管/PVC复合材料的制备及表征［J］.高分子材料科学与工程，2008（1）：36～38.

［9］王文一，罗国华，魏飞. MWNTs/PVC复合材料的性能与结构［J］.高分子材料科学与工程，2010（8）.

［10］Faruk Omar, Matuana Laurent M. Journal of Vinyl & Additive Technology, 2008, 14:60～64.

Advances in the Study of Carbon Nanotubes/Poly（vinylchlorid）Composites

Wen Hairong, Cao Liunan, Zhang Hongmei, Yang Yuncui, Wu Liuwang

第7篇：高分子复合材料前景范文

关键词：聚丙烯复合材料;制备;性能

中图分类号：TQ32 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-11-00-01

一、引言

聚丙烯（Poly Propylene，PP）作为一种通用高分子材料，具有强度高、耐热性好、密度小、易加工和廉价等优点，已成为继聚乙烯、聚氯乙烯之后的第三大通用塑料，成为最具发展前途的热塑性高分子材料之一。但普通聚丙烯韧性差、低温易脆裂，其半结晶性使其无法适用于低温环境，且其非极性的线性链结构和较高的结晶性降低了与其它高分子材料和无机填料的相容性，限制了聚丙烯在许多领域中的进一步应用。因此，对聚丙烯进行改性，制备高性能、功能化聚丙烯复合材料，拓展其应用领域，便成为了学术界和企业界关注的焦点。本文以聚丙烯合金为例介绍其制备方法及性能。

二、聚丙烯合金的制备

（一）接枝改性法制备聚丙烯合金

制备聚丙烯合金，首先要增强其与合金组分的相容性，即在其分子中引入功能性基团，对PP进行接枝改性，即在PP主链上接枝含功能性基团的单体，使其包含功能性基团结构，既能增加PP功能性又能提高机械性能，是一种简单可行的方法。向PP链中引入含有极性基团的单体，如马来酸酐（MAH）、丙烯酸酯、丙烯酰胺（AM）、苯乙烯（St）等，可改善其染色性、粘接性及与其他聚合物的相容性差等缺点，提高PP的热稳定性及光化学稳定性，增强PP极性的同时赋予其反应活性。接枝后的PP一般为改性部分和未反应原料的混合体，本身就已是塑料合金了;此外，经过接枝改性的PP还可用做高聚物共混的界面相容剂以及高聚物与无机填料复合的相容剂。

溶液接枝法是将PP溶解在适当的溶剂中，通过自由基、氧化和高能辐射等方法引发单体接枝共聚。接枝反应以自由基引发居多。通常在120～140℃之间进行，选用甲苯、二甲苯、氯苯等作为溶剂，溶剂的极性对接枝反应影响很大。

熔融接枝法也称为反应挤出法，是研究最多并已实现工业化的一种接枝方法。熔融接枝法是将聚烯烃与接枝单体和各种助剂在挤出机中熔融进行接枝共聚反应生成改性产品的方法。

辐射接枝法是用电子加速器产生的电子射线或Co60产生的中子射线照射使PP产生自由基，再与接枝单体反应生成接枝共聚物。根据辐照过程和接枝过程的特点，分为4种实施技术，共辐射法、过氧化法、后辐射法和辐射法。

悬浮接枝法是将聚丙烯颗粒与单体和引发剂一起悬浮在水相上反应，通常反应前在低温下将PP和单体接触一定时间，使其充分接触、均匀分布，再升温进行接枝反应。

紫外光辐射接枝法是以二苯甲酮（BP）为光引发剂，在紫外（UV）光引发下，加入接枝单体对PP进行接枝改性，具备活性自由基聚合的特点。

固相接枝法是将聚丙烯颗粒直接与适量的单体、引发剂以及助剂混合，加热引发接枝反应，反应温度一般控制在PP软化点以下（100～140℃），由于PP在反应温度下仍然保持颗粒状，故称为固相接枝法。

超临界二氧化碳（SCCO2）协助PP固相接枝法既具有溶液法接枝均匀、接枝率高，反应温度低，PP断链少的长处，又具有固相法后处理简单，不需要使用有机溶剂的优点，同时在一定程度上克服了这两种方法各自的缺点。利用SCCO2将单体和引发剂溶解同时将PP溶胀、把接枝单体和引发剂携带到PP粒子内部，在PP基体上进行插嵌，然后升温在固相中进行接枝反应，对PP改性和修饰。超临界流体独特的物理化学性质，有效改善了相间传质，使接枝均匀。超临界接枝改性有两种方法：一种是将单体、引发剂及PP一起在SCCO2中溶胀一段时间后直接快速升温反应到规定时间。另一种不经过溶胀阶段而直接升温后在超临界状态下反应。

（二）原位共聚法制备聚丙烯合金

原位制备聚丙烯合金技术是在第四代Ziegler～Nat ta催化剂的基础上发展起来的，可大幅度调控聚合物材料的性能，因此被誉为聚烯烃材料领域的一次革命。原位技术是以聚烯烃粒子为微型反应器，又称为颗粒反应器技术（RGT）。20世纪80年代，Himont公司（现Basell公司）首先提出“颗粒反应器”的概念：通过控制烯烃单体在多孔球形载体催化剂上聚合增长，得到完全复制催化剂形态的聚合物粒子，该粒子具有球形多孔结构，可作为微反应器，进行多种烯烃单体的共聚，生成聚烯烃合金。

丙烯在第一级反应器中进行本体聚合，得到均聚聚丙烯，然后转移至下一级反应器，同时通入乙烯和丙烯或乙烯和α-烯烃进行气相共聚，在均聚聚丙烯颗粒的孔隙内部生成共聚物弹性体。通常商品化的抗冲聚丙烯中乙丙无规共聚物的质量分数控制在5%～25%，共聚物中乙烯的质量分数为40%～65%。

三、聚丙烯合金的性能

以下以塑钢纤维为例，塑钢纤维是一种新型合成纤维。塑钢纤维是以聚丙烯改性高分子聚合物为主要原料，经过特殊工艺技术生产而成。它是一种表面粗糙，外型轮廓分明的单丝粗纤维：直径粗细不同、纤维长短不等、成波浪形状、抗拉强度高、弹性模量大、抗酸碱能力强;并且具备钢筋、钢纤维的外型，钢筋、钢纤维的功能，又有合成软纤维的优点。主要用来代替在混凝土面板结构中的焊接金属网格和钢纤维。塑钢纤维是一种应用于建筑工程，控制混凝土韧性和抗击性能的高强度纤维，可以替代传统钢筋网、钢纤维，而建设成本更加经济;使用操作省时方便：且具有广泛应用前景的混凝土增强新型材料。不仅如此在其他方面聚丙烯材料的应用和发展也前景广阔。

四、结束语

普通聚丙烯材料的缺点导致聚丙烯复合材料的出现，聚丙烯复合材料的优良特性使其迅速得到了广泛应用。

参考文献：

[1]赵爱利.车用聚丙烯树脂SP179的工业开发与研究[D].兰州理工大学，2011.

第8篇：高分子复合材料前景范文

关键词：聚丙烯；层状硅酸盐；复合材料

引言

作为一种热塑性通用塑料，聚丙烯具有良好的性能，在进行生产时对机械化程度要求比较低，而且，成型收缩率比较大，冲击韧性不高，因此，在进行应用的时候受到了很大的限制，在工程塑料中不能进行应用。层状硅酸盐无机矿物粒子填充聚丙烯成为了研究的热点，其中，复合材料中的刚性粒子能够更好的起到增韧作用，而且还不会对聚丙烯材料的刚性、耐热性以及加工性能产生影响。层状硅酸盐/聚丙烯复合材料是一种非常特殊的复合材料，能够更好的对其中层状硅酸盐加以利用，这样能够形成复合材料，复合材料在收缩率方面进行了降低，热变形温度得到了提升，在工业领域和家用电器领域中取得了非常好的效果。文章对层状硅酸盐填充聚丙烯复合材料进行分析，在应用方面进行了展望。

1 高岭土/PP复合材料

高岭土填充的聚丙烯在使用时具有很好的强度和韧性，同时具有很好的阻隔性，在尺寸方面比较稳定，在热能方面也比较稳定。高岭土呈现疏松土状，具有一定的滑腻感，相对密度比较低，层面间能够相互吸引，因此，其内部具有很大的内聚能，导致插层分子非常难进入。高岭土复合材料是一种开发潜力非常高的材料，在环境工程、导电材料以及吸附材料等领域具有很好的应用前景。

对高岭土复合材料的力学和热力学性能进行研究，得出高岭土复合材料并不具备聚丙烯材料的拉伸强度，因此，在这方面要进行改善，同时，要对高岭土复合材料的冲击强度以及弯曲强大进行提高，这样材料在承受强大冲击力时能够表现出更好的性能。在聚丙烯材料中添加高岭土能够更好的提高其结晶温度，能够加快其结晶速度，促进内部的异相成核。在聚丙烯材料中添加高岭土能够提高其熔融温度，对耐热性能能够进行提高。

很多的研究人员利用高岭土作为表面改性对聚丙烯材料进行了改性，将改性高岭土复合材料和未改性的高岭土的复合材料进行对比，在缺口冲击强度方面得到了提高，拉伸强度也得到了提高，在改性高岭土中聚丙烯基体分散比较均匀，在结晶状况方面也有很大的变化，因此，利用扫描量热仪对结晶速率进行研究，能够在比较低的温度下诱导出聚丙烯结晶，使其结晶速率得到提高。

2 滑石粉/PP复合材料

滑石粉的化学式为：Mg3（Si4O10）（OH）2，内含MgO31.8%、SiO263.5%、H2O4.8%和微量的CaO、Fe2O3和Al2O3，密度为2.7～2.8g/cm3，在水中略显碱性，基本形状为片状或鳞片状，有滑腻感。滑石粉在所有无机填料中硬度最小，化学性质稳定，加热至380～500℃时失去结合水，800℃以上才失去结晶水，所以在塑料应用中不仅对设备无磨损，而且稳定。采用滑石粉填充的聚丙烯复合材料耐热性好、收缩率低、尺寸稳定性好、硬度高，已广泛应用于汽车部件及日常用品的生产。

研究发现聚丙烯/滑石粉复合材料的拉伸强度以及弯曲强度会随着滑石粉母料填充量增加而增大，在增加母料时，滑石粉的含量也会出现不断增加的情况，在填充量不断增加时，滑石粉的含量会逐渐降低，缺口冲击强度会随着滑石粉含量的增加也会出现逐渐降低的情况。滑石粉填充的复合材料拉伸强度、弯曲强度在相同的粒径情况下具有更好的碳酸钙，在这种情况下，复合材料的刚性材料能够得到提高，在这种情况下，韧性出现了降低的情况，对于高分子材料来说，刚性越好，收缩率会出现降低的情况，变形性能逐渐降低，耐热性也能进行提高。将好的滑石粉填充到聚丙烯中，在聚丙烯中进行滑石粉的添加也有不同粒径和比例，这样在性能方面也得到了提高。在聚丙烯中是否添加滑石粉对聚丙烯的性能有很大影响，在滑石粉含量不断增加的情况下，滑石粉复合材料的拉伸强度会出现先下降后上升的情况，滑石粉的添加量要进行严格的控制，这样能够更好的提高拉伸强度。对聚丙烯次啊了的成品性能和成本进行考虑，通过不断的对比研究得出滑石粉的填充量控制在百分之三十到四十最佳。在填料量小于一定值的时候，复合材料的强度也会受到滑石粉用量情况的影响。滑石粉填充量出现过小的情况是会导致聚丙烯基体分散浓度出现降低的情况，而且，对其韧性的增强也有不利影响。填充量过大会导致粒子间的距离出现问题，因此，界面会出现粘结缺陷，材料在使用过程中非常容易出现裂纹和塑性变形的情况，出现开裂的问题会导致材料的强度受到很大的影响。

3 蒙脱土/PP复合材料

蒙脱土是一种含水的2B1型层状硅酸盐粘土矿物，其结构单元主要是二维排列的Si-O四面体和二维排列的Al（或Mg）-O-OH八面体，此两类片层的对称性相似。由于蒙脱土独特的结构优势而受到研究者的青睐，蒙脱土与聚丙烯在纳米尺度的复合使材料具有比重轻、耐热性好、阻隔性、耐老化性、阻燃性优良等特点，并且复合材料具有较好的尺寸稳定性和透明性，容易回收，目前已在汽车保险杆、脚踏板、汽车内外装饰材料上得到广泛应用。

Yeh Wan等人在研究温度对蒙脱土在聚丙烯接枝马来酸酐中分散的影响时也得到了类似的结论：当混度低于170℃时，温度的降低不利于蒙脱土的分散，因为这时的PPMA分子未有完全熔融，分子链的缠结较严重，难以插层到蒙脱土的片层间，当温度高于170℃时，温度的升高会使XRD的衍射角向大角方向移动，对应的蒙脱土的层间距变大，蒙脱土的分散状态变差，因为温度的升高会使体系的粘度降低，蒙脱土在熔融共混的过程中所受的剪切力变小，所以蒙脱土的分散效果逐渐变差。

4 结束语

聚丙烯材料是一种无毒、无色的物质，而且在强度、刚度以及硬度方面效果非常好，在使用时能够对高温问题进行解决，耐热性能非常好。这种材料在使用过程中，具有很好的电性能，但是，聚丙烯材料也存在着缺点，在使用过程中如果遇到低温的情况，其会出现变脆的问题，也非常容易老化。在很多的机械零件以及绝缘零件中有非常好的应用，因为其存在的缺点，导致其在应用过程中要对性能进行改善。作为功能型复合材料，其环保性能也非常好，可以在聚丙烯材料中添加其他物质，对其性能进行改善。层状硅酸盐/PP复合材料正日益引起人民的关注，开发新型的层状硅酸盐有机改性试剂，探究层状硅酸盐/PP复合材料新性能是值得关注的热点研究课题。随着研究的深入进展，层状硅酸盐/PP复合材料的种类势必将越来越多，性能将会越来越优异，会有越来越多的层状硅酸盐/PP复合材料应用食品包装、电子器件封装、汽车塑料、航空航天新材料等新领域。

参考文献

第9篇：高分子复合材料前景范文

复合型导电高分子材料，它是由导电性物质与高分子材料复合而成。这是一类已被广泛应用的功能性高分子材料。复合型导电高分子材料分类有很多种，根据电阻值的不同可分为：半导电体、除静电体、导电体、高导电体；根据导电填料的不同可分为：抗静电剂系、碳系(炭黑、石墨等)、金属系(各种金属粉末、纤维、片等)；根据树脂的形态不同可分为：导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电胶粘剂、导电薄膜等；还可根据其功能不同分为：防静电材料、除静电材料、电极材料、发热体材料、电磁波屏蔽材料。

结构型导电高分子材料是有机聚合掺杂后的聚乙炔，具有类似金属的电导率。纯粹的结构型导电高分子聚合物至今只有聚氮化硫类，其他许多导电聚合物几平均需采用氧化还原、离子化或电化学等手段进行掺杂之后才能有较高的导电性。其代表性产物有聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶、聚苯硫醚等。还有一种叫做热分解导电高分子，这是把聚酰亚胺、聚丙烯腈等在高温下热处理，使之生成与石墨结构相近的物质，从而获得导电性。这些热分解导电高分子的特征是无须掺杂处理，故具有优异的稳定性。结构型导电高分子材料主要用途是导电材料、蓄电池电极材料、光功能元件、半导体材料。

渔用无毒导电高分子防污涂料

项目简介：该产品是具有导电性能的新一代无毒防污涂料，它是建立在导电高分子应用研究取得突破进展的基础上，与传统树脂复合而制成的高科技产品。首先要制备高性能的可溶的导电高分子材料，然后再通过相应的工艺技术与传统的树脂颜填料复合。将该种涂料涂敷于渔具（主要是聚乙烯网线和尼龙网线）上，具有良好的附着性能、可使渔具具有优良的抗拉、抗拆、抗冲击能力，并极富弹性。该产品可有效地防止藻类、蛸类等海洋生物在网上附着而堵塞网孔，使营养和氧分能够畅通无阻地进入网箱内，提高养殖产量和质量。

高性能导电涂料

项目简介：该项目主要进行了以超细银为导电介质的导电涂料研制，采用超细银表面原位聚合技术，使超细银介质以超细状态分散于高分子介质中，大大提高导电涂料的防沉降性和导电介质的分散均匀性，从而提高导电性，并具有卓越的电磁屏蔽效果，对300MHz－1.8GHz的电磁波屏蔽效果达80dB；解决了超细粉体及高分子基体与溶剂的相互作用关系，解决了导电涂料引起被涂基材应力开裂的关键技术，采用低毒复合溶剂，解决了溶剂对环境和人体的污染，解决了环保型超细导电涂料产业化和应用中的重点和关键技术：导电涂料与被涂基材的相互作用关系；超细化导电涂料的大规模机器人自动化喷涂技术；超细化导电涂料涂层均一性控制；解决导电涂料涂装中粒子沉降而堵塞管路技术。

蓄热导电纱线

项目简介：蓄热导热纱线选用了高科技亚纳米技术渗碳腈纶短纤维和抗起球的腈纶短纤维。采用独特的纺纱工艺、人工预开松碳腈纤维后，再与白腈人工拌和；选用清钢联高效生产设备，以“多纶混棉、气流配棉，自由混和”的工艺设计，既减少纤维损伤，又确保了两种纤维混合的均匀度；在尽量避免纤维损伤的前提下，精心设计梳理工艺、减少短绒并使纤维梳理伸直；条粗细工艺设计注意欠伸分配、张力控制、确保了成纱的条件均勾度及成纱强度；进行了必要的隔离，制订和实施了一套适合该纤维生产的温湿度标准和操作标准、有效防止了纤维飞散。

意义：该纱线面料改变了传统服装的厚重感觉，却有很好的蓄热保暖性，并抗起毛起球、抗静电、不吸尘。

Y芳香型高分子超离子导体研究

项目简介：该课题组以脲、硫脲为主体加入少量高分子材料制备新型高分子固体电解质，筛选出几种较好的无机盐和高分子聚合物，确定出它们和脲、硫脲的最佳配比，最高室温电导率达4.35×10-2S.cm-1。并在此基础上，进行了多种无机盐与脲、硫脲的复合高分子固体电解质的制备及研究，通过对SPE的电解反应、红外、紫外、质谱分析及差热分析确定了其组成和结构与导电性能间的关系，初步弄清了离子在固体电解质中的导电传输机理。

激光诱导电化学组装纳米导电聚合物

项目简介：利用飞秒激光相干场在化学、电化学组装的导电聚合物薄膜上诱导的周期性的光栅结构，由于导电聚合物具有电致变色和光致变色的特性，因此该类光栅结构具有重要的应用；利用飞秒激光相干场在化学、电化学组装的导电聚合物薄膜上诱导的周期性的光栅结构，此类周期性结构可望在电化学传感器、微电子器件等方面进行应用；利用飞秒激光诱导制备的导电聚合物复合材料具有良好的吸收光谱特性，而且光学吸收性质具有一定程度的可调谐性，因此在光电子器件、装饰材料、太阳能敏化材料等方面具有重要的应用；利用飞秒激光诱导制备的导电聚合物复合材料在红外吸收、微波吸收方面的特性，因此可以在隐身材料方面开发其应用。

喷涂法制备透明导电低辐射玻璃涂层

项目简介：该项目在国内首次利用液相喷涂生产低辐射玻璃涂层，其制备工艺简单，生产成本较低。就应用领域而言，性能要求相对较低的普通透明导电玻璃可能将是本项目技术应用的突破口，应用于离线生产低辐射玻璃在产业化技术难度上将低于在线生产低辐射玻璃。该项目一旦产业化，不仅将拥有完全自主知识产权的低辐射玻璃生产技术，更为重要的是将改变目前低辐射玻璃价格高，只能应用于高档建筑物的局面，大大促进低辐射玻璃在市场巨大的民用住宅中的早日应用。

DAD-90B2导电胶粘剂

项目简介：装片用导电胶，除了导电、牢度、耐热要求之外，还有点胶工艺性和杂质离子含量低等特殊要求，研究的难度和可靠性试验周期较长。随着集成电路集成度的提高，芯片尺寸加大，现有的导电胶由于固化时产生应力，造成大芯片（5×5mm以上）内部产生裂纹，严重影响器件的可靠性。

意义：该产品改进了以往导电胶的内应力较大的缺陷，是一种适应不同尺寸芯片装片的导电胶，基本满足了集成电路发展的需要。

导电方格聚丙烯新材料

项目简介：导电方格聚丙烯新材料将聚丙烯原料内加入一定比例的石墨粉，再加入一定量的硅藻土、增强剂等原料搅拌均匀后进行增温、加压挤出、拉丝、拉伸、分切，再进行收卷，使丙丝厚度达到0.2mm，宽度达到2mm，然后按一定比例均分，制成导电方格新型包装材料，达到一定的柔性。

意义：该项目有效地避免了化工原料在运输和使用过程中由于静电造成的火花、燃烧、爆炸等潜在危险，是一种理想的高科技新型包装材料，市场前景广阔。

WJ-30导电碳浆

项目简介：该项目将溶剂和助剂进行合理的称量加温搅拌到一定的时限形成A胶；再将溶剂（DBE）和助剂（VAGF树脂、FAA乙酸乙脂）合理称量加温搅拌到规定时限形成B胶；然后将A、B胶混合搅拌后，添加F特二号石墨粉和XC-72碳黑再进行搅拌一定的时期，最近经三辊研磨机研磨若干遍，形成了导电碳浆。

意义：该项目首次将石墨和碳墨为导电载体，有效地保证了薄膜开关的可靠性和耐用性。

高导电性铟锡氧化物

纳米透明涂层分散液

项目简介：高导电性铟锡氧化物（以下简称“ITO”）纳米透明涂层分散液是用于纯平显像管、显示管、平板等离子显示屏、透明视窗的最新一代涂层材料，能够达到防静电、屏蔽电磁波辐射的效果，符合环保TCO-99的标准。该项目研制的ITO分散液，直接采用高质量的纳米级铟锡氧化物粉体进行深加工，不仅使形成的分散液稳定性能好，而且涂膜后对可见光透过率高、导电性能好，成本也远远低于进口产品。

新型纳米导电粉研制

项目简介：该项目研究采用化学沉淀法制备出新型纳米导电粉，对微波辐射法、球磨固相化学反应法等工艺条件进行了探索，并首次制备了掺杂稀土元素的导电粉与聚苯胺的复合材料，导电粉的粒径为20nm～50nm；电阻率为0.37Ω・cm^2；电磁波屏蔽率为90.23%。

意义：该项目研究水平达到先进水平。

原液着色复合导电纤维开发

项目简介：该项目采用双组份皮芯型复合和色母粒直接注射法，研制出了原液着色导电纤维，用该纤维以一定间距织入常规纱线织物中，依靠电晕放电机理，消除织物所带的电符，达到防静电效果，该项目在国内首次在复合导电纤维的制备中采用色母粒直接注射法，并攻克了着色均匀度差，芯层组份色露及皮芯型导电纤维放电电压高等关键技术，已成功研发的红、蓝、灰、表、黑、绿等原液沣着色导电纤维。

意义：该产品各项技术经济指标达到科技合同和企标的要求，防静电性能达到了先进水平。

稀土纳米浅色导电粉研制

项目简介：该项目采用正交多项回归法，优化了制备条件，在各种稀土元素掺杂提高导电粉性能方面进行了探索性的研究。利用化学共沉淀法成功制备了稀土纳米浅色导电粉，该导电粉的粒径为：20nm-50nm；电阻率为：0.37Ω・cm；电磁波屏蔽率为：90.23%。

意义：该材料对电磁的屏蔽性能达到先进水平。

新型有机高聚物透明导电薄膜研究

项目简介：透明导电薄膜因其既有高的导电性，又有较好的光透过性，成为在电子和光学领域中应用十分广泛的特种功能薄膜。目前常用的是氧化物半导体膜（ITO膜），在一些特定场合受到限制。近年随着导电聚合物材料研究的进展，出现了新一类有机高聚物导电薄膜。该项目从导电高聚物聚本胺入手，使用不同掺杂剂和掺杂方法获得了不同导电率的聚本胺。研究了导电聚本胺薄膜的制备条件，以及透光率和导电率的关系。

意义：其研究结果为开发新型透明导电电极材料和在电子照相、静电复印、光存储器、壁挂式大屏幕及终端设备等领域有着应用前景。

碳纳米层片的制备、结构与特性研究

项目简介：该项目借助扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量散射谱、透射电子显微镜（TEM）、电子衍射、高分辨透射电子显微镜（HRTEM），原子力电子显微镜等现代表征手段对新型碳质材料的结构进行了表征。新结构碳（质）材料的形成机理是炭黑中存在着某些可以溶解在某些有机溶剂（如：乙醇）中的碳（质）活性原子层碎片或原子簇，这些碎片或原子簇通过自组装发生结构重组，从而形成新的结构。碳（质）纳米层片的制备方法能有效改善炭黑在聚合物基体中的导电性能；研究中还发现一种能控制聚合物体积电阻的炭黑改性方法，通过改变改性剂的添加量可实现控制电阻的目的。

意义：这两种改性炭黑在导电塑料和导电橡胶制品中将具有广阔的应用前景。

导电-抗静电聚烯烃粒料

项目简介：该产品对抗静电粒料生产的传统配方进行了重大改革，为大幅度提高粒料的抗静电值，采用经特殊偶联剂处理后的导电碳黑替代传统的抗静电剂，此种经处理后的导电碳黑具有良好的隧道效应，添加进粒料后使粒料具有相当的导电功能，从而具有极大的抗静电性能。为保证导电物质的均匀分布，确保产品良好稳定的性能，同时添加双硬脂酰胺EBS，LEVA-3和低分子聚乙烯蜡等作为生产助剂；为解决粒料在混炼挤出过程中的热老化和制品使用过程中的老化问题，添加了复合型抗氧化剂。

高精细电路用各向异性导电胶膜ACF

项目简介：该课题研究出高精细电路用各向异性导电胶膜ACF。各向异性导电胶膜（Anisotropic Conductive Film），简称ACF，是以化学粘接的方式完成电路间的连接，操作简单方便，易实现自动化流水线生产。它可以牢固地连接间距为0.20～0.02mm的线路，常用于COG（Chip-On-Glass芯片绑在玻璃上）连接、TAB（Tape Automated Bonding 带式自动绑定）连接、COF（Chip-On-Flexible芯片绑在柔性板上）连接、COB（Chip-On-Board芯片绑在刚性板上）连接等，是目前高密度大信息量显示器组装及高精细电路互连所必备的关键材料。

意义：随着小型超薄、大平面显示器的发展，超精细线路设计的需求以及移动通讯等行业的快速发展，ACF封装材料将具有十分广阔的市场前景。

导电聚合物材料及其在电容器中应用

项目简介：该项目主要研究了新型导电聚合物单体的合成、聚合物薄膜材料的制备、聚合物电极及其在电解电容器中的应用等内容，代表性成果为具有独立知识产权的高导电率聚合物薄膜制备技术和高性能片式有机固体电解电容器。内容：固体电容器用导电聚合物阴极材料的设计与优选；导电聚合物的作用机理、材料结构与性能的关系；乙烯二氧噻吩单体材料的合成方法和工艺；聚乙烯二氧噻吩的合成方法与工艺；聚乙烯二氧噻吩导电薄膜的制备与性能；多孔表面上聚合物的被膜方法与工艺；受限空间内聚合物成膜机理与建模；提高固体电容器静电容量引出率的方法和工艺；导电聚合物阴极电容器制备方法；导电聚合物阴极电容器生产工艺的稳定性与可靠性。

挠性印刷电路用低电阻快速固化

导电银浆

项目简介：该项目通过对银粉选择、树脂选用和配比的深入研究，建立了独特的挠性印刷电路用导电银浆的生产工艺和设备体系方案，以及相应的检测方法。形成了4个不同银含量、不同固化温度、不同用途的系列产品，具有银含量低、电阻低、固化温度低、速度快、挠曲性好的特点，与多种导电碳浆、绝缘油墨有着良好的浸润性和附着性。

辐射交联聚乙烯（IXPE）导电泡棉

项目简介：该课题研制成功了辐射交联聚乙烯(IXPE)导电泡棉代替进口产品。因其既能防静电、又能对被包装材料缓冲减震的双重作用而被优选为对静电敏感的电子元器件、光电模块、电子设备等的包装材料。辐射交联聚乙烯导电泡棉产品是黑色泡棉，泡孔闭合均匀，穿刺压力小，表面电阻和体积电阻为10^4～10^6Ω，导电性能恒定持久，产品的性能和质量稳定，具有防静电、无腐蚀、不起尘脱皮脱屑、洁净、防潮、防震、隔热、环保等特点，是性能优异的ESD控制材料。

意义：可用于现代微电子、光电子、通讯、宇航、军工、石化、IT等高科技领域，有广泛的用途和前景。

镧锶钴氧导电薄膜材料制备方法

项目简介：该发明提供了一种镧锶钴氧导电薄膜材料的制备方法,该方法包括先驱体溶液的配制,即将溶剂醋酸、去离子水、乙酰丙酮和溶质醋酸镧、醋酸锶和醋酸钴以0.2-0.4M的浓度在一定的温度下混合和将配制好的先驱体溶液用匀胶机甩开得到干膜，然后在快速热退火炉中分段升温进行热处理，得到所需厚度的LSCO薄膜材料。该薄膜性能优良，电阻率值为0.95mW・cm，晶粒尺寸为50～100 nm，表面粗糙度为2.7nm，用该薄膜做铁电存储器的电极经标准铁电测量系统测试,3×109次翻转后不显示疲劳。

意义：该薄膜材料适合做铁电存储器的电极。

碳纳米管－聚脂有机复合导电纤维研制与开发

项目简介：该项目是自主开发的碳纳米管－聚酯有机复合导电纤维，采用多壁碳纳米管做导电成分，通过在聚酯生产过程中加入碳纳米管，控制适当的聚合和纺织生产工艺，使 碳纳米管在聚合物及纤维中呈纳米级分布；利用碳纳米管，采用新的分散工艺，制备导电性能优良的导电母粒，再经复合纺丝，制成导电性能良好的纳米管－聚酯有机复合导电纤维，市场前景广阔；该项目生产的机复合导电纤维质量达到Q/XHX001-2003企业标准。

意义：其性能指标达到国际同类产品先进水平。

导电纳米气凝胶常压制备与机理研究