超强度和硬层聚合物纳米复合材料
Paul Podsiadlo1, Amit K Kaushik, Ellen M Arruda
1Department of Chemical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109-2136, USA.
概括
这项研究展示了一种新的土壤/聚合物纳米复合材料自下而上的组装,实现了卓越的刚性和抗拉强度. 这些先进的材料在宏观尺度上保留了纳米尺度的特性,比传统的复合材料提供了显著的改进.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 单独强大的纳米级构建块往往会在宏观复合材料中失去理想的特性.
- 通过有序的纳米级组件实现均,光学透明的材料是具有挑战性的.
研究的目的:
- 开发一种制备宏观级粘土/聚合物纳米复合材料的方法,以保持纳米级构建块的特殊强度.
- 为了研究纳米级订单和散装材料特性之间的关系.
主要方法:
- 使用了自下而上的组装方法来创建粘土/聚合物纳米复合材料.
- 在聚合物矩阵中实现了酸纳米片的平面方向.
- 描述了产生的材料的机械性能 (刚性,抗拉强度) 和光学透明度.
主要成果:
- 成功制备了一种均的,光学透明的粘土/聚合物纳米复合材料,配有订制的酸纳米板.
- 多层复合材料的硬度和抗拉强度比同类纳米复合材料大一级.
- 与具有相似特性的陶或聚合物相比,在较低的加工温度下达到这些优越的性能.
结论:
- 底部向上组装使得纳米级材料在宏观级复合材料中的性能保持.
- 纳米级构建块的高排序,加上强大的分子间结合和聚合物链硬化,促进了有效的负载转移.
- 这种方法为在较低的加工温度下开发高性能纳米复合材料提供了一个有希望的途径.


