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1、第29卷第12期化工新型材料Vol129No1122001年12月NEWCHEMICALMATERIALSDec12001综述与专论无机晶须在聚合物中的应用孟季茹赵磊梁国正贾巧英(西北工业大学化学工程系,陕西西安,710072)摘要本文针对无机晶须的各种优异性能,对钛酸钾晶须、硼酸铝晶须、氧化锌晶须、镁盐晶须、硫酸钙晶须、碳酸钙晶须等在聚合物中用于增强、增韧及提高耐磨性、耐热性,改善电性能、减振抗冲、隔音以及改善加工性能等方面的情况进行了详细的综述。关键词晶须,聚合物,增强增韧,耐热,耐磨,电性能,减振Theapplic
2、ationsofinorganicwhiskersinpolymersMengJiruZhaoLeiLiangGuozhengJiaQiaoying(DepartmentofChemicalEngingeering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an,Shanxi710072)AbstractSomeinorganicwhiskerssuchaspotassiumtitanate,aluminumborate,zincoxide,magnesiumhydroxidesulf
3、atehydrate,calciumsulfate,calciumcarbonate,andsoon,andtheirapplicationsinreinforcingandtoughingpolymers,improvingwearableresistance,thermal,electricalpropertiesandtheprocessibilityofthemateri2als,anddecreasingvibrationwerereviewedindetail.Keywordswhisker,polymer,
4、reinforcementandtoughness,thermalproperty,wearableresistance,elec2tricalproperty,decreaseofvibration晶须是以无机物(金属、氧化物、碳化物、卤须在日本的问世为标志。随后相继开发了硫酸钙、化物、氮化物、无机盐类、石墨等)和有机聚合物碳酸钙、硼酸铝、氧化锌等晶须。虽然截止目前为等中的可结晶物为原材料,通过人为控制,以单晶止,已合成约近百种晶须,但投入工业化生产的仅形式生长的形状类似于短纤维,而尺寸远小于短纤有SiC、Si3N4、
5、TiN、Al2O3、钛酸钾、碳酸钙、维的须状单晶体。由于晶须在结晶时原子结构排列硫酸钙、氧化锌等一些少量品种。高度有序,使其内部存在的缺陷很少,因而它的强1晶须的主要品种度接近于材料原子间价键的理论强度,远超过目前[1]大量使用的各种增强剂。晶须可分为有机晶须和无机晶须两大类。其中晶须的工业化虽已有近40年的历史,但它被有机晶须主要有纤维素晶须、聚(丙烯酸丁酯-苯大量应用却较晚,以80年代相对廉价的钛酸钾晶乙烯)晶须、聚(4-羟基苯甲酸酯)(PHB)等几种类作者简介:孟季茹,女,1975年生,西北工业大学化学工程系高分子
6、材料专业在读博士生,主要从事高性能高分子材料及复合材料的研究工作,已发表论文30余篇。·2·化工新型材料第29卷型,在聚合物中的应用较多。无机晶须主要包括陶物中应用较多的应属前两类,金属晶须主要用于金瓷质晶须、无机盐晶须和金属晶须等,其中在聚合属基复合材料中。表1为一些常见晶须的主要性能。表1几种主要晶须的性能晶须密度/(g/cm3)直径/μm长度/μm抗拉强度/GPa弹性模量/GPa莫氏硬度热膨胀系数/(10-6/℃)熔点/℃耐热性/℃SiC31180105～75～20021490941026901600Si3N431
7、2011～1165～2001438031019001700K6Ti13O6313011～11510～1007280461813701200Al18B4O332193015～110～208400741219501200ZnO517852～3001035044101720MgO316310～10200～3001～8131528502800Al2O33196214302040CaSO421691～4100～20020151783～41450Kevlar1145459～134500CF1174311230450GF2160217
8、70750111陶瓷质晶须11113硼酸铝晶须陶瓷质晶须的强度和耐热性优于无机盐晶须和硼酸铝晶须的组成式为xAl2O31yB2O3,其种类金属晶须,是无机晶须中较为重要的一大类。它包根据x和y值的不同而不同。最为常见有三种形态:括SiC晶须、Si3N4晶须、莫来石晶须、钛酸钾晶x=9,y=2;x=2,y=1;x=1,
