高分子纳米材料的合成
主要纲要 什么是高分子基纳米复合材料？ 纳米材料的性能 表面效应、体积效应、久保效应 纳米材料的合成与制备 纳米材料典型制备技术的工艺和设备
纳米材料应用方面 1.纳米材料在机械方面的应用 2.纳米材料在电子方面的应用 3.纳米材料在医学方面的应用 4.纳米材料在军事方面的应用 5.纳米材料在环保方面的应用 6.纳米材料在其他方面的应用
纳米材料的制备方法————物理制备方法 粉碎法 溅射技术 等离子体法 惰性气体凝聚-蒸发法 高能球磨法
机械法 粉碎法通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动，使硬球对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体，为发展新材料开辟了新途径。 机械球磨法无需从外部供给热能,通过球磨让物质使材料之间发生界面反应,使大晶粒变为小晶粒,得到纳米材料。
等离子体法 等离子体法的 基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中通过直流放电使气体电离产生高温等离子体，从而使原料溶化和蒸发，蒸汽达到周围的气体就会被冷凝或发生化学反应形成超微粒
溅射技术 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量，使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。
惰性气体凝聚-蒸发法 惰性气体凝聚-蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中，将蒸发源加热蒸发，产生原子雾，原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量，骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的，因此可以得到的颗粒很细（可以小于10MM），而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。
纳米材料的制备方法————化学制备方法 化学气相沉积 法（CVD） 化学沉淀法 化学气相冷凝 法（CVC） 溶胶—凝胶法
化学气相沉积法（CVD） 化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。与之相对的是物理气相沉积（PVD）。
化学沉淀法 化学沉淀法是在金属盐类的水溶液中控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应，产生水合氧化物或难溶化合物，使溶液转化为沉淀，然后经分离、干燥或热分解而得到纳米级超微粒。
溶胶—凝胶法 溶胶—凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。 其最基本的反应是： (l）水解反应：M(OR)n ＋ H2O → M (OH) x (OR) n－x ＋ xROH (2) 聚合反应：－M－OH ＋ HO－M－ → －M－O－M－＋H2O －M－OR ＋ HO－M－ → －M－O－M－＋ROH
优缺点 优 点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。 （2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。 （3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。 （4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。 缺 点： 溶胶一凝胶法也存在某些问题：首先是目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；其次通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或儿几周：第三是凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。
化学气相冷凝法（CVC） 化学气相冷凝法（CVC）主要通过有机高分子热解获得纳米粉体。 具体过程：先将反应室抽真空，然后注入惰性气体He，使气压达到几百帕斯卡，反应物和载气He从外部系统先进入前部分的热磁控溅射CVD装置由化学反应得到反应物产物的前躯体，然后通过对流达到后部分的转筒式骤冷器，用于冷却和收集合成的纳米微粒。
纳米技术与高分子材料 纳米技术作为一项高新技术在高分子材料改性中有着非常广阔的应用前景，对开发具有特殊性能的高分子材料有着重要的实际意义。尤其是纳米粉末填充塑料体系表现出同时增强增韧的特性，为开拓聚合物复合材料的应用领域开辟了广阔的前景。我国在纳米改性高分子材料的应用研究方面才刚刚起步，相信在不远的将来，纳米材料工业化会进一步扩大，并广泛应用于高分子材料领域。
the end 谢谢观赏 黄雁 刘循军 陈颉刚