聚合物复合材料中的纳米杂化串晶研究.pdf

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1、第40卷第8期塑料工业2012年8月CHINAPLASTICSINDUSTRY聚合物复合材料中的纳米杂化串晶研究术孙伟东，陆波，权亚博，郑国强(郑州大学材料科学与工程学院材料成型及模具教育部重点实验室，河南郑州450002)摘要：聚合物纳米复合材料界面结晶处常形成纳米杂化串晶(NHSK)。文章综述了近年来纳米杂化串晶结构的研究进展，介绍了NHSK形成的方法和影响NHSK形成和生长的因素，并对NHSK的形成机理进行了深入探究。最后，介绍了NHSK的应用，并对其发展趋势做了展望。关键词：聚合物；纳米复合材料；纳米杂

2、化串晶中图分类号：TQ314．2文献标识码：A文章编号：1005—5770(2012)08—0001—06StudyontheNanoHybridShish。kebabsFormedinPolymerCompositesSUNWei。dong，LUBo，QUANYa。bo，ZHENGGuo。qiang(SchoolofMaterialScienceandEngineering，KeyLaboratoryofAdvancedMaterialsProcessingandMoldofMinistryofEducati

3、on，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002，China)Abstract：Onthecrystallineinterfaceofthesemi—crystallinepolymerbasednanocomposites，nano—hy—bridshishkebabs(NHSK)wasoftenformed．TheprogressinNHSKstructurewasreviewed．ItincludedtheformationandgrowthmechanismsofNHSKan

4、ditsvariousinfluencingfactors．Besides，applicationsandperspectivesofNHSKwerealsodiscussed．Keywords：Polymer；Nanocomposites；NHSK目前，新材料、信息和生物技术是备受瞩目的三结构，称之为纳米杂化串晶。NHSK作为一种新型界大高新技术领域，其中，新材料的研制与开发至关重面结晶结构，由于其在增强聚合物复合材料界面相互要。由于纳米粒子具有独特的量子尺寸效应、表面效作用及提高复合材料性能等方面显示出极大

5、的潜力，应以及宏观隧道效应，纳米复合材料表现出极其优异引起了研究者的广泛研究与探讨。本文介绍了NHSK的物理、化学性能，拥有广阔的应用前景。聚合物基的形成机理和几种形成方法，重点介绍了影响NHSK纳米复合材料在各个方面均表现出了优良的性能¨J，形态结构的因素，最后阐述了NHSK的一些应用和以然而聚合物基体与纳米填料的界面黏结一直是亟待解后的研究方向。决的问题。早在1963年，Mitsuhashi在搅拌溶液的条1纳米杂化串晶的形成机理件下，首次观察到聚乙烯(PE)结晶时形成了纤维传统的串晶是聚合物溶液或熔体在流动

6、或剪切场状的晶体结构。1965年，Pennings等首次报道了的作用下所形成的。根据DeGennes等提出的“无PE串晶结构。之后，Thierry于1990年观察到聚烯规线团一伸直链”转变理论，当剪切达到临界速率烃片晶在癸二酸二丁酯纤维表面附生生长，这种结构时，聚合物的分子链会从无规卷曲态迅速转变成伸直实际上就是杂化串晶(HSK)。近几年发现的纳米杂链构象，而这个转变是直接完成的，没有中间构象。化串晶(NHSK)-8]是一种新型的界面结晶结构，当伸直分子链超过一个临界摩尔质量(M)，它们它一般是以具有极高长径比

7、的纳米级填料(碳纳米就会聚集形成伸直的纤维状晶体¨，以此作为管、电纺纳米纤维、晶须等)作为伸直链晶体shish，而其余仍处于卷曲状的聚合物分子链便会以(shish)，诱导聚合物基体在其表面大量成核，并垂周期折叠的形式在shish上结晶，形成kebabs。这个直于填料长轴周期性附生生长形成折叠链片晶(ke．原理被称作“线性成核”_I¨。而纳米杂化串晶的形babs)，最终形成类似于串晶(shish—kebabs)的晶体成机理与传统串晶的形成机理有所不同，可以把国家自然科学基金资助项目(51173171)联系人ner

8、czheng@163．eom作者简介：郑国强，男，1977年生，副教授，硕士生导师，主要从事聚烯烃成型加工形态结构性能研究。塑料工业NHSK的形成机理归结为以下三种。折叠链片晶，最终形成NHSK结构。然而对于聚丙烯(1)尺寸依赖软附生理论：Li等】最早提出了／CNTs体系，并未观察到形成NHSK结构，作者认为“尺寸依赖软附生”原理来解释PE／碳纳米管可能由于聚丙烯分子链呈螺旋形构象，不