纳米阻燃材料的研究进展_郭锦斌
当前，塑料、橡胶和纤维等聚合物应用十分广泛，但
其易燃性给其使用和推广造成了一定的影响。阻燃材料
尽管在一定程度上起到了阻滞燃烧、
延缓火灾蔓延、争取逃生和救援时间等积极的作用，但也在力学性能、性价比、环境污染等方面存在不足。随着纳米材料在力学、电磁学、热学、光学等多个领域的应用，纳米技术和纳米材料显现出广阔的发展前景。纳米阻燃材料的研制和发展有利于克服和改进传统材料的缺点，蕴含着巨大的社会效应和经济效益。
1纳米材料简介
纳米材料是指在结构上具有纳米尺度及其相应功能
特征的材料，1纳米为十亿分之一米,纳米尺度一般是指1～100nm 。材料的结构和粒径进入纳米尺度范围时，就
表现出表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子
隧道效应等多种特殊效应，从而使材料表现出多种奇特
的功能。纳米材料按照材质分类，可以分为纳米金属材
料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米材料。纳米
技术和多种材料的结合，大大改变了材料的综合特性，为
进一步优化材料的功能提供了有力的技术支持。2阻燃材料的分类和要求
阻燃材料可分为无机和有机、含卤和无卤等多种类
型。无机主要指氢氧化铝、氢氧化镁、硅系、三氧化二锑等
阻燃材料体系，有机主要以卤系、氮系和磷系为主，它们
通过复配或者反应得到形成添加型或者反应型复合材
料，进而起到阻燃作用。相比较而言，无机阻燃材料具有
低成本，热学性能好，燃烧时有毒气体少等优点，但是它
们也具有机械性能差、填充量大且与基材相容性差等缺
陷。有机型阻燃材料具有阻燃性能好，与基材相容性好，填充量小等优点，但是具有燃烧时发烟量大且产生有毒
气体等缺陷。因此发展低烟、低毒、无卤、物理机械性能优
越等环保型阻燃材料成为一直以来重要的研究课题，纳
米技术的出现和发展为解决上述阻燃材料的现有缺陷提
供了可能。研究表明，纳米阻燃材料应满足下列要求：第
一，材料应符合环保要求，燃烧时产生的毒性气体少。第
二，材料应具有功能性强、阻燃效率高等特点，同时应克
服传统阻燃材料机械物理性能方面的现有缺陷，拓展材
料应用范围。第三，
降低综合成本，增强材料的性价比。3纳米阻燃材料的类型
将传统的阻燃剂颗粒细化到纳米级应用到相关材料
中即可获得纳米阻燃材料。纳米技术的应用、纳米级颗粒的获得以及纳米尺度所表现出来的特有的多种效应大大增强了阻燃剂和材料间的相容性，一定程度上减少了阻燃剂的应用量，同时也提高了阻燃性能，提升了阻燃材料的性价比。目前，已研制的常用纳米阻燃复合材料大致有
以下几种。
3.1聚合物粘土纳米材料粘土纳米阻燃材料涉及阳离子粘土矿物蒙脱石、阴
离子粘土矿物层状双金属氢氧化物、非离子型粘土矿物高岭石等原料，借助插层方法修饰，获得对聚甲基丙烯酸甲酯（PM M A ）和聚丙烯（PP ）等有效的复合阻燃材料。粘土类阻燃剂的层状硅酸盐中含有炭化层，在高温下能够俘获一些自由基，在改变了材料力学性能的同时，也提高了材料的阻燃性能，还避免了添加卤系阻燃剂后燃烧时发烟量大、产生腐蚀性和毒性气体等缺陷。火灾时，硅酸盐碳化层减缓了材料燃烧时挥发物逸出的速度从而使得
粘土类纳米材料在凝聚相分解过程中挥发物的溢出率低。3.2纳米氢氧化镁阻燃材料纳米级氢氧化镁阻燃材料的阻燃性、发烟量与基材的相容性等性能要优于微米级的氢氧化镁阻燃材料的相应性能。在一定剂量下，纳米级氢氧化镁阻燃体可以达到UL94标准的V-0级。金属氢氧化物本身优势明显，关键是添加量要比较大，通常在60%以上，而高填充量对阻燃材料的物理机械性能影响较大，而纳米技术正好能很好
地解决阻燃剂和基体间的分散性和相容性的问题，两种技术的结合大大提升了氢氧化镁阻燃剂的应用和阻燃后材料的阻燃性能。纳米氢氧化镁阻燃材料具有无卤、低烟、无毒、无滴落、耐酸、稳定性好、分解温度高、不腐蚀设备等多种优异性能，具有广阔的应用前景。3.3纳米碳酸钙类复合材料用锡酸锌包覆纳米碳酸钙粉体并应用到聚氯乙烯（PVC ）中，得到40～60nm 的产品粒径，减少了增塑剂在
纳米阻燃材料的研究进展
郭锦斌1，姜立平2，赐利龙步3
（1.福建省宁德市蕉城区公安消防大队，福建宁德352100；
2.浙江省杭州市公安消防支队富阳大队，浙江富阳311400；
3.云南省昆明市公安消防支队防火监督处，云南昆明650000)
摘要：
文章分析了具有低烟低毒、高效阻燃、良好物理性能等优势的纳米阻燃材料的种类及其制备工艺特点，并对其未来研究进展做了较为系统的分析和展望。关键词：
纳米材料；纳米尺度；阻燃材料中图分类号：TB383.1文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）02-0179-02
作者简介：郭锦斌，福建省宁德市蕉城区公安消防大队。
企业技术开发
TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE
第32卷第2期Vol.32No.2
2013年1月Jan.2013
PVC 中的用量，提高了产品的加工性能，再加上硬质PVC 本身的高含氯量和高阻燃性，极限氧指数(LOI)可以达到45%，获得了优良的阻燃复合材料。经过甲基丙烯酸处理的纳米碳酸钙/聚苯乙烯(PS)原位复合材料粒径也在100nm 以内，也具有较好的阻燃性能。此外也可以应用脂肪酸、钛酸酯偶联剂以及纳米碳酸钙经过表面处理得到聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料，经过实验和应用，都在保持较好阻燃性能的基础上，材料的力学性能方面得到了很大的改善，材料的抗冲击强度也有所提高。3.4纳米级氧化锑阻燃材料
纳米级氧化锑阻燃PVC 材料的阻燃性能高,发烟量低，其性能优于传统的PVC 材料的相应性能，而且适合用于纺织品中。纳米级氧化锑颗用量少,而且不会阻塞机器的喷丝孔,使得纺织品能够阻燃。另外，纳米级的氧化锑材料的比表面积很大，对一些纺织品的渗透性能好，具有很强的粘附力，由此形成的纺织材料还具有很好的耐洗牢度，不易褪色。纳米氧化锑具有成本低，平均粒度小，在聚酯材料中分散均匀，相容性好等优点。3.5EVA/二氧化硅纳米复合材料
纳米二氧化硅改性的聚合物已经获得了广泛的应用，原因是经过纳米化和改性，所获得的纳米复合材料具有质轻、高强度、高韧性等多种优点。EVA 类纳米复合材料中纳米填充层在内层聚合物外面形成一层隔离层，从而强化了炭化过程，材料降解过程延长,用锥形量热计测量出的热释放速率峰值极低，阻燃性能较传统阻燃材料有大幅提高。在力学性能方面，研究表明，EVA/二氧化硅复合材料中的体积填充分数为4%时，复合材料的拉伸强度最高，约为基体的两倍，这也充分显现出了纳米技术在提升复合材料的物理机械性能方面的重要作用。
4纳米阻燃材料制备工艺进展
纳米材料的制备方法主要有以下几种。
①溶胶—凝胶法。溶胶—凝胶法是制备纳米材料比较普遍的制备方法。其流程是：将金属氧化物或金属盐溶于水中，通过水解反应后，形成溶胶状纳米级微粒，再将溶剂蒸发，之后形成凝胶物体。这样就形成了有机聚合物与无机分子相互渗透，具有多层有序结构的阻燃材料。该方法化学反应温和，无机成分和有机成分相互掺混，结构紧密，但也存在凝胶干燥时易出现材料收缩脆裂等缺点。
②共沉淀法。共沉淀法是指先期形成的无机纳米粒子与有机聚合物混合沉淀形成阻燃材料的方法。这种方法中，纳米粒子与材料合成分开制作，纳米粒子的尺寸与结构可以很好的控制，同时纳米粒子在聚合物中均匀分布，综合性能好。但该方法中纳米粒子易团聚，均匀分散纳米微粒是最大难题。共沉淀法可分为溶液共沉淀法、乳液共沉淀法与熔融共沉淀法等多种方式。
③插层法。插层法的流程是将纳米微粒制成层状，再将其插入有机聚合物层之间，导致二者达到纳米级复合。这类方法有聚合插层法、熔融插层法及溶液插层法等类
型。
④原位共聚法。原位共聚法是指将纳米粒子均匀分散在溶液中，再借助加热、辐射等手段，使聚合物与纳米粒子之间发生聚合等一系列反应，最后得到纳米级分散的阻燃材料。该方法得到的阻燃材料具有粒子纳米特性好，层间焓熵势垒低等优点。
⑤原位自组装法。原位自组装法是指利用聚合物分子与纳米粒子间的分子间力、层间静电力等作用，在原位进行自组装，生成无机主晶核，最后聚合物再将生成的晶
体包围在内。
这种方法合成双羟基纳米复合物比较有利，纳米相能有序分布。
5纳米阻燃材料的展望
在阻燃剂领域中，无机添加型阻燃剂应用最早，用量
最大。如锑系、
铝系、磷系、硼系阻燃剂等等。但目前主要存在阻燃剂和基材相容性差和对物理机械性能影响较大等问题。研究表明纳米技术的利用可以提高塑料制品的阻燃性以及机械性能，加强纤维制品的阻燃性以及抗静电能力，加强橡胶制品的阻燃性以及减少其燃烧时的有毒气体的释放和发烟量。纳米阻燃材料可以在发挥无机类阻燃材料低卤或无卤、低烟、低腐蚀等优势的基础上，借助纳米技术大大提高无机类阻燃材料的综合性能。
此外纳米阻燃材料也将在提高材料的热稳定性、减少材料在使用中的团聚、增强阻燃剂和材料间的用量、粒径、层状结构的优化和复配、优化材料的储运和添加过程、提升材料的阻燃效果、促进材料的多功能化等方面得到进一步发展。在纳米阻燃复合材料的微结构及形成机理、材料的阻燃机理细节等基础理论方面加强研究，不断加速发展朝阳的纳米阻燃材料事业，有利于相关产品产业化的顺利实现和拓展。
综上所述，纳米阻燃材料具有阻燃性能好，环保效果好，并且燃烧时放出的有毒气体少，填充用量少，产品趋
于多功能化发展的特点，可广泛应用于汽车、
航空、电子家电等多个行业，具有很大的发展空间。但是纳米阻燃材料的发展，仍有很多亟待解决的实际问题，如纳米粒子形态的控制、纳米粒子分布工艺以及多功能化的统一等。相信随着高分子材料科学与工程技术的不断进步，随着纳米技术的出现、应用和快速发展，纳米阻燃材料研究必将会取得长足的进步，为更好地保护人民生命财产安全提供坚实的物质技术保障。参考文献：
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与发展[J].材料科学与工程学报,2003,(1).
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州化工,2012,(19).
企业技术开发
2013年1月
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关于碳纳米管的研究进展综述
关于碳纳米管的研究进展 1、前言 1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新 的“大碳结构”概念诞生了。之后,人们相继发现并分离出C 70、C 76 、C 78 、C 84 等。 1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。1999年,韩国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。 2、碳纳米管的制备方法 获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。化学气相沉积法是实现工业化大批量生产碳纳米管的有效方法,但由于生长温度较低,碳纳米管中通常含有
聚丙烯新型阻燃材料
PP新型阻燃材料的制备研究 摘要：聚丙烯（PP）已经成为各行各业的功能材料，但是其易燃的特点使其应用受到限制，国内外专家不断致力于PP阻燃技术的研究，而金属氧化物就是在阻燃体系中被广泛使用的一种。金属人氧化物的阻燃效率高，但是存在一些问题，比如相容性差、容易团聚等，这些问题对其阻燃效率的影响很大。本文通过采用纳米材料对金属氧化物阻燃剂完成改性，以纳米材料的优越性质解决上述问题。本文采用水热法制备了一维材料ZnO和MoO 3 纳米线（nanowires，NWs），并通过SEM和XRD对纳米线的形貌和结构进行了表征。将一维纳米线和纳米氢氧化铝（ATH）与聚丙烯（PP）熔融共混制备 了ZnO/MoO 3/Al(OH) 3 /PP复合材料（NWs/ATH/PP）。利用TGA、极限氧指数（LOI）测定 仪和锥形量热仪（CCT）表征了复合材料的热稳定性和燃烧性能，利用万能材料试验机测试了复合材料的力学性能。结果表明：复合材料中ZnO纳米线、MoO 3 纳米线和纳米ATH的质量分数对材料的性能影响较大，当三者的质量分数分别为3.75%、3.25%以及21.00%时，相对于纯PP材料，复合材料的初始分解温度增加了17.8℃，分解后的残重率为24.6%，复合材料的总热释放量（THR）下降了25.7%，而峰值热释放速率（PHRR）的下降幅度更是达到了54.3%，其LOI提高7.1%。SEM结果显示：NWs/ATH/PP的残炭 表面致密、连续且平整。通过对ZnO/MoO 3/Al(OH) 3 /PP复合材料的结构表征以及性能 研究，探索了复合材料的阻燃作用机理，本文的研究结论为制备新型高效的纳米金属杂化阻燃材料奠定了理论基础。 关键词：ZnO纳米线；MoO 3 纳米线；纳米氢氧化铝；聚丙烯；阻燃性能
纳米材料的研究进展及其应用全解
纳米材料的研究进展及其应用 姓名：李若木 学号：115104000462 学院：电光院
1、纳米材料 1.1纳米材料的概念 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。 1.2纳米材料的发展 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段： 第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。
2、纳米材料：石墨烯 2.1石墨烯的概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。 另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
阻燃聚丙烯(PP)的实验研究
阻燃聚丙烯（PP）的实验研究 【摘要】利用锥形量热仪（CONE）先进的仪器所获得的实验参数，研究了溴系阻燃剂在聚丙烯（PP）中的阻燃效果以及两种溴系阻燃剂阻燃效果的比较。实验结果显示，阻燃剂十溴二苯乙烷与十溴二苯醚的加入可降低PP的热释放速率，降低基材在升温过程中的放热量，延缓PP的点燃时间，使基材具有良好的阻燃性。十溴二苯乙烷作为十溴二苯醚的代替品具有较好的优越性。 【关键词】聚丙烯（PP）、锥形量热仪（CONE），溴系阻燃剂 1 前 言： 1.1 聚合物的用途 近年来,世界上聚合物新材料不断涌现,热塑性弹性体已构 成一个新的“工业原料体系”,被人称为“第三代橡胶”。聚丙烯(PP) 热塑性弹性体具有优异的耐候性、耐臭氧、耐紫外线及良好的高温性能、电性能、冲击性能,其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下,同时其不须硫化即可加工成型,可以用标准的热塑性塑料的加工设备进行加工,具有加工简便、可连续生产、加工成本低、边角余料可回收使用等优点。其消费市场主要是汽车工业,在电线电缆、特种胶管、工业部件、聚合物改性、家电、合成纸业、机械配件等方面也都获得了广泛的应用,其领域正在逐步拓宽,用量逐年增加。同时聚丙烯（PP）是全球产量最大的树脂之一，它们被广泛应用于包装、纺织品、建材、汽车、电子、电器、办公室用品等很多行业。特别近年来，PP已经渗透到很多新的应用领域。新的催化剂、改性填料和新的混配工艺使PP刚性、韧性、耐热性、光洁度等得以改善，这使得PP已在以前为ABS、热塑性聚氨酯和玻璃纤维增强塑料所占据的领域争得一
席之地。 1.2 聚丙烯的火灾危险性及阻燃处理必要性 对聚合物及其复合材料而言,只要其有机树脂的含量(重量)超过50%,一旦暴露于着火环境,就不可避免的产生火灾隐患。就典型的受限空间的火灾来说,聚合物及其复合材料引起的火灾安全问题生火灾主要包括如下几个方面:(1)助火成灾。聚合物受热熔融、分解放出可燃气体及其燃烧放出的热量,将促进室内火灾的发展,缩短轰燃(flashover)出现的时间。轰燃的过早出现,将给人员疏散和灭火救援造成巨大的威胁，给人民的生命财产造成巨大的损失。(2)聚合物的燃烧产物(如CO,HCl,HBr,HCN等)大部分具有很高的毒性。据调查火灾中有毒烟气窒息死亡已经成为人员在火灾中死亡的主要原因。(3)作为结构材料的聚合物及其复合材料,在火灾中受到强烈辐射时,有机树脂会熔融、分解,致使材料的结构强度急剧下降,进而导致构件垮塌失效。(4)不少复合材料具有很高的热容,在火灾中会贮存大量热能,当火灾以常规方法扑灭之后,这些热量可能会使熄灭的火灾复燃。所以说聚合物的火灾危险性很大，在室内装修上受到种种限制，这就决定了聚合物的阻燃成为必然。如何对材料的阻燃性能进行客观、准确的评估关系到防火设计、消防审核、技术监督等消防安全体系的合理性、科学性及规范性，近几年受到人们广泛的关注。聚丙烯同大多数高分子材料一样，属于易燃材料，它的极限氧指数(LOI)只要18.5。聚丙烯的燃烧为无烟型，不留炭渣，且伴随有熔滴和
纳米复合材料最新研究进展与发展趋势
智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器
高阻燃V0级PP聚丙烯波纹管
高阻燃V0级PP 聚丙烯波纹管 高阻燃V0级PP 聚丙烯波纹管详情介绍：高阻燃 V0级PP 聚丙烯波纹管由优质的聚丙烯材料制成，理化电气性能优异，主要功能机械制造，电气绝缘保护，照明设备，汽车制造，航空设备，地铁，火车，自动化控制等行业。 高阻燃 V0级PP 聚丙烯波纹管的特点介绍： 1.产品材质：聚丙烯PP 2.工作温度：-40℃~110℃ 短时间130℃ 3.阻燃等级：V2(UL94) 4.结构：内部和外表均为波浪型 5.特性：柔韧性好，抗扭曲，弯曲性能好，可以承受较重的负载。耐酸，润滑油，冷却液等表面有光泽，耐摩擦。 6.环保标准：ROHS ，无卤，无磷 7.颜色：深灰色，黑色，橙色 结构示意图
高阻燃V0级PP聚丙烯波纹管详情图： 高阻燃V0级PP聚丙烯波纹管的型号表 闭口管型号内径d（mm）外径D（mm）弯曲半径（mm）包装数量 AD-7.0 5.0±0.5 7.0±0.5 15 500 AD-7.5 5.5±0.5 7.5±0.5 15 500 AD-9.0 6.0±0.5 9.0±0.5 15 500 AD-10.0 7.0±0.5 10.0±0.5 25 500 AD-11.0 8.0±0.5 11.0±0.5 25 500 AD-12.0 9.0±0.5 12.0±0.5 25 500 AD-13.0 10.0±0.5 13.0±0.5 30 500 AD-14.0 11.0±0.5 14.0±0.5 30 100 AD-15.8 12.0±0.5 15.8±0.5 35 100 AD-17.0 13.0±0.5 17.0±0.5 35 100 AD-18.5 14.5±0.5 18.5±0.5 45 100 AD-19.0 15.0±0.5 19.0±0.5 45 100 AD-20.0 16.0±0.5 20.0±0.5 50 100 AD-21.2 17.0±0.5 21.2±0.5 50 100 AD-22.0 18.0±0.5 22.0±0.5 50 100 AD-23.0 19.0±0.5 23.0±0.5 50 100
聚丙烯阻燃改性及其性能分析
` 盐城工业职业技术学院 毕业论文（设计） 题目：聚丙烯阻燃改性及其性能分析 姓名：帅鑫 学号：11202016 专业班级：材料1101 指导教师：张宝明 二○年月
目录 1、选题申请表 2、开题报告 3、调查主要内容 4、数据整理、分析方法 5、指导教师修改意见及评语 6、毕业论文（设计）定稿（此部分为主要内容） 7、毕业论文（设计）质量评价表 8、毕业论文（设计）评审表（成绩） 9、材料要求双面打印，装订线在左侧。 注：以上1~8为材料装订顺序。
毕业论文（设计）选题申请表 选题聚丙烯阻燃改性及其性能分析 申请人帅鑫专业、班级材料1011 学号11202016 指导教师姓名张宝明职称助教 单位 盐城工业职业技术学 院 职称 指 导 教 师 意 见 指导教师签字： 年月日 教 学 系 部 意 见 领导签字： 年月日 学 院 意 见 学院答辩委员会主任签字： 年月日
毕业论文（设计）开题报告题目：聚丙烯阻燃改性及其性能分析 二○一二年十二月
说明 一、开题报告包括下列主要内容： 1、论文题目及题目来源 2、选题的目的和意义； 3、选题的国内外研究概况和趋势 4、论文（设计）写作的指导思想及技术方案（研究方法）； 5、论文（设计）的基本框架； 6、主要参考文献（不少于５篇）； 7、指导教师意见； 8、毕业论文开题报告评议结果； 9、学院意见。 二、开题报告在批准选题报告后进行； 三、开题报告由教研室组织评议，并填写“毕业论文开题报告评议结果”。经教研室主任签字，报学院批准后实施。 四、此表不够填写时，可另加附页。
一、论文(设计)题目 聚丙烯阻燃改性及其性能分析题目来源自选 二、选题的目的和意义 聚丙烯是五大类通用塑料之一，由于其原料来源丰富、价格便宜、易于加工成型、产品综合性能优良，因此用途非常广泛，已成为通用树脂中发展最快的品种。但聚丙烯本身属于易燃材料，其氧指数仅17.4~18.5，并且成炭率低，燃烧时产生熔滴，容易传播火焰引起火灾，使其应用存在不安全因素[1]。随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶和电器绝缘材料等行业的需求扩大，人们对其阻燃改性提出了新的要求。因此，世界上很多国家己经制订了日趋严格的试验标准和应用规范。在研究领域中投入了大量的人力、财力和物力，企图寻找各种可靠的阻燃方法[2]。 三、选题的国内、外研究概况和趋势（设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等信息）+阻燃 1．国内的研究概况和水平 聚丙烯(PP)是三大通用塑料之一，具有生产成本低，综合力学性能好，无毒、质轻、耐腐蚀、电气性能好、易加工、易于回收等诸多优点，被广泛地用于化工、化纤、建筑、轻工、包装等领域[3]。尤其是近年来，随着国内聚丙烯聚合技术的不断发展，聚丙烯材料的力学性能、光洁性等都得到了更大提高，使其可以与部分工程塑料相媲美，从而被更广泛地用于家电、汽车、民用建筑等行业。但由于聚丙烯属易燃材料，随着其大量的应用，由此而带来的火灾危险性也就越来越大，为了避免这种情况的发生，保证人民的生命、财产安全，赋予聚丙烯材料阻燃性能是十分重要和必要的，这也是目前有关聚丙烯阻燃化研究十分活跃的重要原因之一[4]。 2．国外的研究概况和水平 随着聚丙烯在建筑、汽车、船舶和电器绝缘材料等行业的需求扩大，人们对其阻燃改性提出了新的要求。因此，世界上很多国家已经制订了日趋严格的试验标准和应用规范。在研究领域中投入了大量的人力、财力和物力，企图寻找各种可靠的阻燃方法。各国都颁
碳纳米管材料的研究现状及发展展望
碳纳米管材料的研究现状及发展展望 摘要： 碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。本文综述了碳纳米管的制备方法、结构性能、应用以及碳纳米管发展趋势。 关键词：碳纳米管；制备；性质；应用与发展 1、碳纳米管的发展历史 1985年发现了巴基球(C60)；柯尔、克罗托和斯莫利在模拟宇宙长链碳分子的生长研 究中，发现了与金刚石、石墨的无限结构不同的，具有封闭球状结构的分子C60。（1996年获得诺贝尔化学奖） 1991年日本电气公司的S. Iijima在制备C60、对电弧放电后的石墨棒进行观察时，发现圆柱状沉积。空的管状物直径0.7-30 nm，被称为Carbon nanotubes (CNTs）； 1992年瑞士洛桑联邦综合工科大学的D.Ugarte等发现了巴基葱(Carbon nanoonion)； 2000年，北大彭练矛研究组用电子束轰击单壁碳纳米管，发现了Ф0.33 nm的碳纳米管,稳定性稍差; 2003年5月，日本信州大学和三井物产下属的公司研制成功Ф 0.4 nm的碳纳米管。 2004年3月下旬, 中国科学院高能物理研究所赵宇亮、陈振玲、柴之芳等研究人员，利用一定能量的中子与C70分子相互作用，首次成功合成、分离、表征了单原子数目富勒烯 分子C141。 2004 ，曼彻斯特大学的科学家发现Graphene(石墨烯)。进一步激发了人们研究碳纳米材料的热潮。 2、碳纳米管的分类 2.1碳纳米管 碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体，一般可分为单壁碳纳 米管、多壁碳纳米管。 2.2纳米碳纤维 纳米碳纤维是由碳组成的长链。其直径约50-200nm，亦即纳米碳纤维的直径介于纳米碳 管（小于100 nm）和气相生长碳纤维之间。 2.3碳球 根据尺寸大小将碳球分为：(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构，直径在2—20nm之间)，如C60，C70等；(2) 纳米碳粉。 2.4石墨烯 石墨烯（graphene）是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建其它维度碳质材料的基本单元。 3、碳纳米管的制备 3．1电弧法
聚丙烯阻燃改性及其性能分析
实验方案《无卤阻燃剂塑料的制备和性能测试》 介绍 国外在很早就研究塑料阻燃技术，日本在1974年为了引进和发展塑料阻燃技术就 建立了塑料阻燃剂恳谈会；嗣后在1979年改组，成立了日本阻燃剂恳谈会。近年来，对塑料阻燃剂的法规限制更加严格，日本阻燃剂恳谈会1996年1月再次改组，成立了日 本阻燃剂协会。协会由30家生产或经营阻燃剂的公司组成，整体把握整个阻燃剂的研 究和使用。溴系阻燃剂与其他阻燃剂相比，阻燃性、加工性、物性等综合性能优良，价格也适中，因而被用作大量使用的阻燃剂。1986年瑞士研究机构发现，多溴二苯醚在510～630 ℃热分解产生有剧毒的溴化二苯并二英和溴化二苯并呋喃。后来随着环保意 识的增强和环保法律的颁布，无机阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁在日本作为非卤阻燃剂自80年代后开始实用化。1975年协和公司成功研制了特殊大晶粒、低表面积的Mg(OH) 2 与聚丙烯制成阻燃复合材料投放市场。目前日本氢阻燃剂，随后三菱公司又将Mg(OH) 2 超氧化镁的生产厂家已超过10家，生产能力达到500 kt，其中用于阻燃剂的 Mg(OH) 2 过 24 kt，且以10%～12%的年增长率在增长。其中不少的无卤阻燃剂用于聚烯烃方面。美国 Greatlake公司生产的CN197系列季戊四醇基磷酸酯阻燃剂，可用于环氧和不饱和聚酯等复合材料的阻燃，并以CN197为中间体衍生出一系列新型阻燃剂。用CN19与丙烯酸反应制备出含有笼状磷酸酯结构的阻燃丙烯酸酯，它与聚磷酸铵复配，可用于PP 的阻燃，效果十分显著。该公司产的用于PP无卤阻燃剂还有Reogard1000， Reogard 2000和CN -329 等。日本AdekaCorporation公司生产的ADK ATAB FP-2200是一种新 型无卤磷系阻燃剂，主要用于聚烯烃。在PP材料中添加质量分数为18%~20%的ADK STABFP-2200，即可发挥优良的阻燃作用，并使该材料的阻燃级别达到UL94V-0标准。在欧洲阻燃塑料发展迅猛，欧盟在2003年禁止五溴二苯醚、八溴二苯醚的使用，在 2006 年，禁止了十溴二苯醚的使用。为了避开与欧盟的争议，世界各大阻燃剂公司纷纷研究开发阻燃剂新品种和替代品，其中十溴二苯乙烷(8010)就是美国雅宝公司率先开发的十溴二苯醚的替代品，该产品具有良好的热稳定性和高的溴含量，并且燃烧时绝对不产生致癌物质。最近，该公司又开发出 8010 系列产品 8010X、8010XX 和乙撑双（四溴邻 苯二甲酰亚胺）BF-93、BF-93W 等溴系产品用于聚烯烃的阻燃，其中包括聚丙烯的阻燃。法国的Gaelle Fontaine采用“一步法”合成一种中性膨胀阻燃剂，采用通常的测试方
纳米材料的发展及研究现状
纳米材料的发展及研究现状 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。 纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。 纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单
元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。1研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基
纳米复合材料发展与现状
纳米复合材料发展与现状 201041505118 李少军10材料一班 1 纳米复合材料 超细粒子（或纳米粒子）是指尺度介于原子、分子、离子与块状材料之间，粒径在1～100nm范围以内的微小固体颗粒。随着物质的超细化，产生了块状材料不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应，从而使超细粒子与常规颗粒材料相比具有一系列优异的物理、化学性质。纳米粒子经压制、烧结或溅射组合而成的具有某些特定功能的结构即纳米材料。它断裂强度高、韧性好、耐高温，纳米复合同时也提高材料的硬度、弹性模量、Weibull模数，并对热膨胀系数、热导率、抗热震性产生影响。[1] 纳米复合主要指在微米级结构的基体中引入纳米级分散相。纳米复合材料（复合超微细颗粒）表现出许多与模板核本质不同的性质，如不同的表面组成、磁性、光学性能、稳定性及表面积等。纳米复合材料涉及的范围广泛，它包括纳米陶瓷材料、纳米金属材料、纳米磁性材料、纳米催化材料、纳米半导体材料、纳米聚合材料等。纳米粒子具有很高的活性，例如木屑、面粉、纤维等粒子若小到纳米级的范围时，一遇火种极易引起爆炸。纳米粒子是热力学不稳定系统，易于自发地凝聚以降低其表面能，因此对已制备好的纳米粒子，如果久置则需设法保护，例如保存在惰性空气中或其他稳定的介质中以防止凝聚。纳米材料是物质以纳米结构按一定方式组装成的体系。它是纳米科技发展的重要基础，也是纳米科技最为重要的研究对象。纳米材料也被人们誉为21 世纪最有前途的材料。由于纳米材料本身所具有的特殊性能。作为一种全新性能的先进复合材料，在微电子、信息、汽车、宇航、国防、冶金、机械、生物、医药、光学等诸多领域有极广泛的应用前景。 2 纳米复合材料的分类 研究纳米复合材料的一个重要目的是改进并提高块体材料的性能,或通过结构复合来发现块材料中并不存在的性能或效应。和块体材料相比,纳米复合材料的物理和化学性质将更多地依赖于材料的表面缺陷和量子尺寸效应。目前.纳米复合材料的种类繁多,可分为:固态纳米复合材料和液态纳米复合材料。基质材料对于纳米粒子的结构具有稳定作用;而基质材料的不同,又可将纳米复合材料区分为:无机基纳米复合材料和聚合物基纳米复合材料。聚合物基包括单聚合物、共聚合物和聚合物的混合;无机基则包括玻璃,如多孔玻璃、分子筛、溶胶一凝胶玻璃和陶瓷等。[2]还可根据纳米粒子的物理性质可将纳米复合材料区分为:半导体纳米复合材料、铁电体微晶复合材料、染料分子纳米复合材料、稀土纳米复合材料、金属(合金)纳米复合材料、光学纳米复合材料(非线性、发光、光折变等)、磁性纳米复合材料等。 3 纳米复合材料的制备 3.1 溶胶- 悬浮液混合法
聚丙烯常用阻燃剂
可用于聚丙烯的阻燃剂的品种繁多，按化学组成成分可归纳为两大类：有机阻燃剂与无机阻燃剂；按使用方法又分为反应型和添加型。具有代表性的阻燃剂有溴系、磷氮系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。 1.溴系阻燃剂 溴系阻燃剂在20世纪70~80年代中期曾经历了一个快速发展的黄金时代，由于C-Br键的键能较低，大部分溴系阻燃剂在200-300℃下会分解，此温度范围正好也是聚丙烯的分解温度范围，所以在聚丙烯受热分解时，溴系阻燃剂也开始。进行分解，并能捕捉其降解反应生成的自由基，从而延缓或终止燃烧的链反应。同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，这种气体密度大，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用，也能抑制材料的燃烧。这类阻燃剂还能与其他一些化合物(如三氧化二锑)复配使用，通过协同效应使阻燃效果明显得到提高。溴系阻燃剂在聚丙烯阻燃应用上具有重要地位，目前的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，使其应用受到了一定限制。
磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，含有这类阻燃剂的高聚物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能。磷-氮相互作用，燃烧时形成致密的炭层，阻止可燃气体的进入，终止燃烧过程。国内已有多家开发类似的阻燃剂产品。譬如：南通泽西新材料科技有限公司的FR-PP200聚丙烯专用无卤阻燃剂在添加量达到28%时，可达UL94 V-0等级。且生烟量小。不含卤素成份。 3.磷系阻燃剂 磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物。它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与AL(0H)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。 常用的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。它可使阻燃剂实现无卤化，其增塑功能可使塑料成型时流动加工性变好，可抑制燃烧后的残余物。产生的毒性气体和
纳米材料研究进展
2011年第4期甘肃石油和化工2011年12月 纳米材料研究进展 李彦菊1，高飞2 （1.河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018； 2.中核第四研究设计工程有限公司，河北石家庄050000） 摘要：纳米材料具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。综述了纳米材料 的分类、特性以及应用领域。 关键词：纳米材料；功能材料；复合材料 1前言 纳米（nm）是一个极小的长度单位，1nm=10-9m。当物质到纳米尺度以后，大约是在1～100nm 这个范围空间，物质的性能就会发生突变，呈现出特殊性能。这种既具有不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。纳米技术正是利用纳米粒子这些特性实现其在各行各业中的特殊应用［1，2］。纳米技术和纳米材料的科学价值和应用前景已逐步被人们所认识，纳米科学与技术被认为是21世纪的三大科技之一。目前世界各国都对纳米材料和纳米科技高度重视，纷纷在基础研究和应用研究领域对其进行前瞻性的部署，旨在占领战略制高点，提升未来10～20年在国际上的竞争地位。我国政府对纳米科技十分重视，先进的纳米产业正在蓬勃发展［3，4］。 2纳米材料的分类 以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代，它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1～100nm［5］。在纳米材料发展初期，纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。广义而言，纳米材料是指在3维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。如果按维数［6］，纳米材料的基本单元可以分为3类：①0维，指在空间3维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒，原子团簇等；②1维，指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等； ③2维，指在3维空间中有1维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。按化学组成可分为：纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料［7，8］。按材料物性可分为：纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。按应用可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能材料等。纳米材料大部分都是人工制备的，属于人工材料，但是自然界中早就存在纳米微粒和纳米固体。例如天体的陨石碎片，人体和兽类的牙齿都是由纳米微粒构成的［9，10］。 3纳米材料的特性［11，12］ 3.1表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面体 收稿日期：2011-07-05 作者简介：李彦菊（1981-），女，河北廊坊人，硕士，已发表论文10余篇，其中SCI2篇。主要从事纳米材料的研究工作。8
纳米复合材料
纳米复合材料的制备及其应用 分析化学饶海英20114209033 摘要：聚合物基复合材料目前已经成为复合材料发展的一个重要方向，它涉及了材料物理、材料化学、有机材料、高分子化学与物理等众多学科的知识。本文主要针对纳米复合材料的制备方法、性能及应用等方面的研究进展情况进行了综述。 复合材料由于其优良的综合性能，特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国航、交通、体育等领域，纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分。80年代初Roy等提出的纳米复合材料[1-3]，为复合材料研究应用开辟了崭新的领域。纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。由于纳米微粒独特的效应，使其物理和化学性能方面呈现出不同的性能。将纳米材料与复合材料结合起来，所构成的纳米复合材料兼有纳米材料和复合材料的优点，因而引起科学家的广泛关注和深入的研究[4-5,44,45]。纳米复合材料的基体不同，所构成的复合材料类型也不同，如：金属基纳米材料[9-11,43]。陶瓷基纳米材料[12]、聚合物基纳米材料。 近年来发展很快，世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。 1纳米聚合物基复合材料 1.1 纳米聚合物基复合材料的合成进展 在纳米聚合物基复合材料方面，主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体，分散水平达到纳米级，得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。较早发展起来的几种聚合物纳米复合材料的制备方法[13-14]有共混法、溶胶-凝胶法(sol-ge1)、插层复合技术(interaction)，可分为插层和剥离(exfoliate)两种技术、原位(in-situ)法、母料法、模定向合成法(template directed)包括化学方法和电化学方法。 声化学合成(sonochemical synthesis)是制备具有独特性能的新材料的有效方法。
碳纳米管的研究进展
碳纳米管的研究进展* 王全杰1,2** 王延青1*** （1. 陕西科技大学资源与环境学院，陕西 西安 710021；2. 烟台大学化学生物理工学院， 山东 烟台 264005） 摘要：碳纳米管是由石墨层片卷成的管状结构的一种新型纳米材料，拥有独特的物理化学、电学、热学和机械性能以及十分诱人的应用前景。文章对碳纳米管的制备方法、性质、纯化及应用前景进行了简要的综述。 关键词：碳纳米管；合成；性能；纯化；应用 中图分类号G 311 文献标识码 A Progress of Research for Carbon Nanotubes Wang Quanjie 1,2,Wang Yanqing 1 （1.College of Resource and Environment，Shaanxi University of Science and Technology，Xi’an 710021,China；2. Chemistry and Biology College，Yantai University，Yantai 264005,China）Abstract: Carbon nanotubes are a new class of nano-material with tubular structure formed via rolling-up of coaxial sheets of graphite. They have unique physicochemical, electrical, thermal and mechanical properties, opening up various intriguing possibilities for applications. The preparation methods, properties, methods of purification and application of carbon nanotubes are briefly reviewed. Key words: carbon nanotubes；synthesis；property；purification；application 自1991年日本科学家Lijima发现碳纳米管(Carbon Nanotubes,简称CNTs)，1992年Ebbesn等人提出了实验室规模合成碳纳米管的方法后，其独特的结构和物理化学性质受到人们越来越多的关注[1]。碳纳米管因具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等特点,从而使其具有特殊的机械、物化性能，在工程材料、催化、吸附、分离、储能器件电极材料等诸多领域中具有重要的应用前景。 *基金来源：山东省科技攻关项目（2008GG10003020） **第一作者简介：王全杰，男，1950年生，教授 ***通讯联系人
新型聚丙烯(PP)阻燃剂系列
新型聚丙烯（PP）阻燃剂系列 发表时间：2018-06-19T17:25:36.557Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：夏野 [导读] 摘要：聚丙烯的生产在世界上有着重要的作用，并且使用比较广泛，由于其具有易燃的特点，在遇到火源等会发生起火现象，使用阻燃剂能够使其无法燃烧，但是阻燃剂的燃烧产生的有毒物质较多，这对环境有着不良影响，需要进行改善，针对阻燃剂的不同类型分析其特性和缺点，研制新型的聚丙烯有着重要的作用。 哈尔滨市产品质量监督检验院 摘要：聚丙烯的生产在世界上有着重要的作用，并且使用比较广泛，由于其具有易燃的特点，在遇到火源等会发生起火现象，使用阻燃剂能够使其无法燃烧，但是阻燃剂的燃烧产生的有毒物质较多，这对环境有着不良影响，需要进行改善，针对阻燃剂的不同类型分析其特性和缺点，研制新型的聚丙烯有着重要的作用。 关键词：聚丙烯；阻燃剂 1 聚丙烯阻燃剂现状 聚丙烯具有易加工的优越特点，适用范围也比较广，所以应用较为普遍，数量不断增多，直到1995年全世界的聚丙烯生产数量将近200万吨，但是聚丙烯属于高分子材料，具有易燃特点，氧指数为18.5，在燃烧中不会产生烟雾，也没有残渣，只有熔滴和延流起火的现象，阻止聚丙烯燃烧需要将其本体熄灭，还需要阻止延流起火现象，这样才能彻底的避免燃烧。聚丙烯的阻燃剂成分为含磷化合物、含卤化合物有以及无机化合物，目前的阻燃剂很少有能达到较高标准的产品，由于难度较高，需要对原有的阻燃剂进行改善，更好的是开发出能够改变其性能的阻燃剂，能够具有抗冲击性，还有良好的加工性能，这对聚丙烯的阻燃剂进行加强有着重要作用。 2 无机阻燃剂 无机阻燃剂能够加强阻燃的效果，还能够消除烟雾，没有污染和毒害作用，也不具有腐蚀性，然而阻燃剂大部分是填料型，树脂的添加量比较多，这会使加工工艺受到影响，也会造成性能的破坏，阻燃剂需要向着更加精细的水平发展，这样才能使其具有更加细致和坚固的特点，同时能够加工成更多种类的产品，使产品的质量和完整性得到提高，同时，将尺寸改善有着重要的作用，能够使加工更加简便。美国某公司生产的阻燃剂，所具有的烟密度相比卤系阻燃剂要小很多，同时另一家公司又退出了具有超细特性的氢氧化镁阻燃剂，粒度达到微米级别，和无机阻燃剂相比添加量也比较小，这种阻燃剂在聚丙烯中应用可以降低粒度所造成的的性能影响，其他的公司相继推出阻燃性能更好，烟密度更小的阻燃剂产品。 3 溴系阻燃剂 溴系阻燃剂目前是产量最多的一种，效率较高，价格也比较合理，但是溴系阻燃剂在燃烧过程中会产生大量的烟雾和有毒的气体，同时具有腐蚀性，使用会物质的紫外光稳定性下降，阻燃剂的特点需要向着烟雾量和有毒气体降低的方向发展，国外对相关规定已经开始实施，但是溴系阻燃剂依然有着重要的地位，开发也没有中断，通过研究，美国公司将溴系阻燃剂进行改善，使其具有燃烧产生无毒物质，而且具有较好的耐光性，成本也能够被接受。 公司开发的乙撑双四溴酞酰亚胺（商品名SaytexBT93）.Saytex-451均具有优异的性能，其中Saytex BN-451因分子中存在酰亚胺环系统而使其具有较高的热稳定性，同时其紫外稳定性和电气性能也极佳，且不起霜，用其阻燃PP可达到UL94V- -2级。 4 磷系阻燃剂 常用的磷系阻燃剂可分为有机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂，通常的有机磷系阻燃剂有磷酸三苯醋、磷酸三甲苯醋、磷酸三（二甲苯）酉旨等。目前开发的可用于聚丙烯的新型有机磷系阻燃剂有Albirgih Wilson公司生产的具有环化磷酸醋的AmgardNP阻燃剂。将其填充到熔融指数为4的聚丙烯中（添加量为35）其阻燃PP可达到UL94V一0级，且对机械性能没有很大影响。该公司开发的另一产品gardZos 添加到pp中，具有安全、无尘及使用方便的特点，且阻燃性非常好。此外旧本八大化学工业公司开发的含澳的脂肪族磷酸醋GR一900，用其处理PP，具有阻燃性、热稳定性、耐光平衡优异的特点。而位于纽约州的荷兰AkzoNobel公司开发的新型FyroflexRDP正计划推广应用至聚烯烃中。 近年来，磷系阻燃剂的开发方向是降低毒性、提高热稳定性、减少燃烧时的生热量，而含磷无机组燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低的优点获得广泛的应用。无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸二氢钱、磷酸氢二钱、磷酸钱、聚磷酸按。’其中，以磷一氮膨胀型阻燃剂倍受青睐，成为磷系阻燃剂开发的热点。有关膨胀型阻燃剂的概况将作为独立的一个单元随后讨论。 5 有机硅系阻燃剂 有机硅系阻燃剂是一种新型无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。在PP、PE中添加有机硅复合阻燃剂，可以克服常规阻燃剂无法克服的缺点，是非卤、低烟、低毒阻燃PP开发的新技术之一。目前已提供市场的有机硅系阻燃剂是美国通用电气公司生产的SFR一100，它与其它协同剂作用，可赋予聚丙烯优异的阻燃性和抑烟性。含10%SFR一100的聚丙烯可在阻燃性及流动性及机构性能间实现最佳平衡。在国内，浙江工学院也对其进行了研究，证明了有机硅复合物对聚丙烯具有显著的阻燃和减少融体滴落作用。加入10份左右有机硅复合阻燃即可使聚丙烯达到Ul一94V一0级。 6 膨胀型阻燃聚丙烯体系 在众多的阻燃体系中.近年来发展起来的膨胀型阻燃体系异军突起，成为90 年代阻燃剂家族的新秀，也是近期阻燃剂领域的研究热点。膨胀型阻燃体系在燃烧过程中，因材料表面生成- -层蓬松、多孔的炭层而具有隔热、隔氧、抑烟、且无熔滴生成的特点，因此十分适合于聚丙烯的阻燃。目前，美国、意大利等国的许多膨胀型阻燃剂均已商品化.如美国的HoechstCelanese 公司开发的Exolit- 10、Exolit- 11膨胀型阻燃剂.当其添加到PP 中（添加量25%~30%），其阻燃制品的氧指数为30，阻燃级别达到UI.94 V级，生烟量与未阻燃材料相同.密度仅比未阻燃材料提高了10%~15%.该公司新近推出的一种APPS 化合物Exolit-422 比市场上所有的阻燃产品的分子量都高，因而具有良好的热稳定性.且具有特別高的白度指数（90- -95）。它的姐妹产品Exolit-462化学特性与Exolit-422 相同，但其在使用过程中被包覆而抑制了和其它添加剂发生化学反应，提高了制品的抗潮湿性，特别适合于户外应用。 此外，该公司正在研制的Hostaflam AP-750 的改性产品，可以克服公司正在销售的膨胀型阻燃剂Exolit 系列的大多数缺点.具有校高稳定性（可耐248'C）和低得多的吸水性，起霜倾向也较低。意大利Montefluos 公司销售的Spinflam MF82 膨胀型阻燃剂，以其阻燃PP.当阻燃剂用量为24%时，氧指数可达37.0，垂直燃烧实验可达UL94 V- -0级，抗弯模量增加4%~30%，拉伸强度降10%.冲击强度降低约为