使用混合乳液制造的玻璃纳米复合材料
Zheqi Chen1,2, Guogao Zhang1, Yingwu Luo2
1John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA 02138.
概括
一种新的混合乳液方法可以创建高性能玻璃纳米复合材料,而不会损坏聚合物链. 这种环保技术可以产生具有优越模量,性和耐疲劳性的材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 复合材料与弹性体矩阵和刚性纳米粒子提供增强的性能.
- 传统的纳米粒子分散方法涉及强烈的剪切,导致聚合物链的降解.
研究的目的:
- 开发一种制造玻璃纳米复合材料的替代方法.
- 在不损害聚合物完整性的情况下实现卓越的材料性能.
主要方法:
- 制备两个单独的水性乳液,每一种都含有单一的聚合物物种,与西兰合剂共聚合.
- 混合乳液并允许水蒸发,在玻璃状颗粒周围形成一个连续的状矩阵.
- 凝结联剂的缩使状链交叉连接,并将它们与玻璃状颗粒相互连接.
主要成果:
- 通过交叉连接和相互连接,可以实现稳定的纳米结构.
- 由此产生的纳米复合材料表现出高模量 (~30 MPa),高性 (~100 kJ m-2),以及高疲劳值 (~1,000 J m-2).
- 混合乳液方法对环境友好,并且与各种制造工艺兼容.
结论:
- 混合乳液技术为高性能纳米复合材料提供了一个优越的,对环境无害的途径.
- 这种方法避免了聚合物降解,并使复杂结构的制造成为可能.
- 锡兰合剂有助于与其他材料相互连接,扩大了应用潜力.
