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1、第29卷第9期化工新型材料Vol129No192001年9月NEWCHEMICALMATERIALSSept.2001氧化锌晶须在树脂基复合材料中的应用1,212周祚万楚珑晟雷强(11西南交通大学高分子材料研究所,四川成都610031)(21成都交大晶宇科技有限公司)摘要本文就氧化晶须(ZnOw)的最新研究和试验结果,综述了其在树脂基复合材料中的增强、耐磨、抗静电、减振降噪、吸波隐身等方面的应用。关键词四针状ZnO晶须,耐磨,抗静电,吸波隐身,减振降噪Theapplicationofzincoxidewhiskerinitspolym
2、ercomposite1,212ZhouZuowanChuLongchengLeiQiang(11DepartmentofMaterialsEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,ChengduSichuan,610031)(21AdvancedTechnologiesandCrystal-wideCo.,Ltd.,ChengduSichuan,610031)AbstractThelatestresearchandexperimentofzincoxidewhisker(ZnOw)arerevi
3、ewed,andtheZnOwhiskers’applicationsinpolymercompositessuchasstrength,wear-resistance,antistatic,stealth,vibrationinsula2tion,soundabsorptionarealsodescribed.Keywordstetrapod-shapedZnOwhisker,wear-resistance,antistatic,stealth,vibrationinsulation,soundabsorption晶须(Whiske
4、r)是指具有一定长径比(一般衍射实验证明:ZnOw为单晶体。此外,ZnOw属-42大于10)和截面积512×10cm的单晶纤维材于N型半导体,具有导热、压电、压敏、吸波、料。目前开发应用的晶须一般都是一维线形针状吸声、减振、抗菌、防藻、催化等特性,其主要物体,用于复合材料增强有一定局限性。而氧化锌晶性见表1。须(ZincOxideWhisker,简写为ZnOw)其形状与表1ZnOw的主要性能过的晶须有很大差异,为立体四针状单晶体(最早性能对应值由日本松下产业株式会社于1989年研制成功)。由ZnO含量/%>9919于自身的多功能特性,
5、氧化锌晶须在功能性复合材显微结构四针状3)5178真实密度/(g/cm料中的应用受到了越来越多的重视。表观密度/(g/cm3)0101～015耐热性/℃1720(升华)1氧化锌晶须的结构和性能针状体长度/μm10～200针状体根部直径/μm011～10ZnOw外观为白色疏松状物质,其微观结构包体积电阻率/Ω.cm7114拉伸强度/GPa10括一个中心体和四个从中心体伸出的针状体晶须,弹性模量/GPa350热膨胀率/(%/℃)4×10-6任意2个针状体之间的夹角约为109°。由X射线作者简介:周祚万,男,1964年生,西南交大高分子材料
6、研究所所长,副教授,博士。主要从事晶须、纳米低维复合材料的研究、开发工作。·46·化工新型材料第29卷为914mg,摩擦系数提高30%以上,表现出良好2氧化锌晶须在树脂基复合材料中的应用的耐磨防滑性能。211ZnOw增强复合材料与普通材料相比,晶须结构完整,几乎无任何结晶缺陷,其强度和模量均很高,因此可用作高分子材料增强。氧化锌晶须由于其独特的立体四针状结构,可各向同性地改善材料的力学性能,如抗拉、抗弯、耐磨性能;同时由于ZnOw的耐高温性、导热性和低膨胀系数,能提高材料在高温下的化学和尺寸稳定性(见表2)。表220%(vol)ZnO
7、w改性POM、尼龙-66、PBT树脂图1橡胶及橡胶复合材料磨损表面比较POM树脂尼龙-66PBT树脂性能作者实验室还与四川橡胶集团进行了联合试验无ZnOw含ZnOw无ZnOw含ZnOw无ZnOw含ZnOw密度/(g/cm3)1114111681114111411131161和测试,发现在轮胎胎面胶中添加2～5份ZnOw拉伸强度/MPa571128114455117后批量结果显示,胎面胶阿克隆磨耗下降达20%弯曲强度/MPa9817212021885178以上,这与小试结果吻合,这说明ZnOw对橡胶耐弯曲模量/MPa2400980028
8、00840023009100缺口冲击强度/(kgf.cm/cm)410415414415310412磨性的提高是可靠的。以此结果试制出热变形温度/℃941529023556190145SR12LT胎,经台架实验表明,样胎
