纳米材料在密封胶粘剂改性中的研究与应用

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1、纳米材料在密封胶粘剂改性中的研究与应用來源：密封论坛(club.sealing.cn)随着科学技术的不断发展，人们对胶粘剂的要求越来越高，特别是在强度、韧性及耐热性等方而，对胶粘剂的改性研究提出了更高的要求。胶粘剂改性的最初目的只是为了增量，以降低成本，如今则主要是为了提高其力学性能和功能性。填充物改性是聚合物改性的主要手段之一，有关研究表明，在胶粘剂屮加入无机填料可以提高其粘接强度、压缩强度、抗冲击强度和耐热性，并可以改善其热膨胀系数和固化收缩率等性能。几十年来，人们通过各种途径对胶粘剂的强度、韧性和耐热性等方而进行改性研究，但很难达到三者兼顾。纳米材料的

2、出现则为同时实现多项性能的共同改善提供了可能。山于结构上的特殊性，纳米材料出现了一系列新的效应(如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等)，这就决定了纳米材料具有许多与传统材料不同的独特性能，其电学、热学、磁学、光学及化学性能等都得到优化，因而具冇广阔的应用前景。1•纳米材料在胶粘剂中的分散方法由于纳米材料在基质小的分散程度会直接影响改性材料的性能。因此，人们研究了许多不同的方法以确保纳米颗粒在基质屮能够均匀分散，主要有共混法、插层复合法和溶胶■凝胶法(sol-gel)等，其中共混法为物理分散法，具冇操作简单、不会引起基质发生化学变化；其它方

3、法在分散过程中都涉及材料的化学反应。在物理分散法中，如呆溶剂中溶解度很低再加上CNTs间较强的范德华力就会形成I才I聚或缠绕，故其应用受到严重影响因此，必需事先对CNTs进行表面处理。根据表面改性剂与CNTs表面间的作用方式，可将CNTs的表面改性方法分为两类：一类是表面吸附包裹改性，另一类是表面化学改性。前者为物理改性，主要是通过CNTs表面吸附一层高分了物质來达到冃的；由于该高分子物质不但减弱了CNTs间的范德华力，而且还产生了新的空间位阻斥力,从而使CNTs很难发牛团聚。与物理吸附相比，CNTs的化学改性(包括表而活性剂改性、表面接枝聚合改性及表面氧化

4、改性三类)则颇受关注。Cui[16]等研究了表面活性剂对MWNTs分散效果的影响，发现MWNTs在Tergitol表面活性剂的溶液屮可以达到比较好的分散效果。2.CNTS/胶粘剂复合材料的制备对于CNTs/胶粘剂复合材料的制备方法，常用的有熔融共混法、溶液共混法和原位聚合等，其屮溶液共混法只适用于一些可溶于常规溶剂的聚合物。然而，由于CNTs结构的完整性而不溶于任何溶剂，故可通过对CNTs表面进行化学改性來解决其溶解性或分散性。原位聚合法虽可改善CNTs在基体中的分散几仍保持其纳米特性，但聚合时影响因素较多(如温度、pH值和杂质含量等)，故原位聚合法的应用受

5、到限制。等采用MWNTs对聚酰亚胺(PI)进行改性研究。研究结果表明，随着MWNTs含量的增加,薄膜的弹性模量与强度增大，而断裂伸长率和断裂能则随之呈先增后降的趋势；在PI胶粘剂薄膜中，胶接接头处的搭接剪切强度、断裂能在MWNTs含量较低时都可以得到改善；另外，与纯PI薄膜相比，MWNTs/PI复合薄膜的搭接剪切强度保持率得到一定程度的加强采用CNTs复合材料制备导电胶山于CNTs的独特性能，故其在胶粘剂的增强、增韧改性方面具有良好的应用；另外，即使添加极少量的CNTs,也会增强胶粘剂的导电性能，故其在导电胶的制备方面也得到广泛应用。导电粒了可分为单体导电粒

6、了和复合导电粒了，传统的导电胶中通常采用单体导电粒了，如银粉、镰粉、金粉或铜粉等。其中金粉利银粉价格昂贵，并且纯粹的银粉在直流电场和湿气条件下会产生银迁移现彖；而镰粉和铜粉相对于银粉而言，其导电性能要差些，并在空气中容易缓慢氧化，从而降低了导电性能。基于上述原因，人们开始研究一些新型导电胶,即基于复合导电粒子的导电胶。采用化学镀银法在CNTs表而包覆金属银，从而获得了导电性能极好的纳米银/碳复合管，并以该复合管为导电功能体制备导电胶。研究结果表明，所得纳米导电胶的导电性、理化性能均较好，且比传统的银粉导电胶节省银粉30%〜55%（质虽:分数），从而显著降低了

7、导电胶的成本，同时导电胶的理化性能得到明显提高。4.纳米木粉科学研究者的研究方向必须与国家资源、环境保扩哮实际情况相结合，纳米木粉的出现为纳米复合材料开辟了新的领域。将纳米木粉用于改性胶粘剂中，完全符合近几年来国际上倡导的“生态环境材料"理念，是一种与资源、环境相协调的生态环境材料。木材和其它材料一样，在加工成纳微米尺寸后，材料的特异性质、尺寸效应及其变化机理都可能发生变化，而纳米木粉的尺寸小于木材的细胞直径，因此，纳米木粉是在木材细胞和显微结构水平下的改性技术，可能使木材改性出现突破性进展。利用纳米木粉对胶粘剂进行改性，关键是提高基体与纳米木粉间的相容性。

8、由于木粉表面所具有的极性和由此产生的分子间氢键的存在