关于纳米金属颗粒 、 纳米氧化物及纳米 CaCO 在 胶粘 剂 改 性 方 面 的研 究 已 有很 多报 道 , 本 文主要介绍碳纳米系列 ,即纳米金刚石粉与 CNTs 等在胶粘剂改性中的应用。 2 . 1 纳米 金 刚石粉 纳米金刚石粉[4 1 是近几年来用爆 炸技术合成的 新材料 , 它不仅具有金刚石的固有特性 , 而且还具有 小尺寸效应 、大比表面积效应和量子尺寸效应等纳 米材料的特性 。 纳米金刚石粉由于硬度高 、 耐磨性好 等特点, 故常被用于制作耐磨材料 、 润滑材料 , 另外 , 还可用于橡胶 、 树脂的改性。 将纳米金刚石粉加入胶粘剂 中,主要是提高胶 粘 剂的耐磨性及 胶接强度 , 当体系受到摩擦作用 时金刚石粉可起 到支承的作用[ 5 1 , 其耐磨性能 的高 低将取决于金刚石粒子的性能、 形状 、 大小及粒子与 基体的结合强度等因素1 6 ]。首先 , 金刚石粉本身具有 高强度 、 低摩擦系数等特点 , 使胶粘剂的耐磨性得到 提 高 。 其次 , 由爆炸 法制 得 的纳米 金 刚石粉 为多 晶体 结构 ,是金 刚石晶粒的聚集体 ,在严重磨损的情况 下 , 它倾 向于展平 , 因而可以承受负荷并减少磨损 ; 而在磨损不严重的情况下 ,其作用则像不滚动的轴 承面嘲 。当然 , 胶粘剂耐磨性 的提高 , 也与纳米金 刚 石粉的加入量有关 。原 津萍 等对 含有纳米金刚石 粉的胶粘剂进行主要力学性能 的测试。 结果表明, 在 胶粘剂 中加入适量的纳米金刚石粉 ,可提高涂层 的 耐磨性 ; 当 ( 纳米金刚石粉)=8%时, 耐磨性 比不含 纳米金刚石粉的胶粘剂高 2 124 倍 ;当纳米金刚石 粉用 量 过大 时 , 则 耐磨 性会 下 降 。 纳米金刚石粉对胶粘剂的改性及应用也同样进 入了生物医学等领域中。纳米生物学(nanobiology) 、 纳米 医学 ( nanomedicine) 和纳米 牙 医学 ( nanoden. tistry)等新 的理念 已逐渐形成l7 ~ 1 。以往 , 为了保证胶 粘剂具有 良好的流动性和渗透性 ,无机填料的含量 通常较低 ,但近年来的发展趋势则是高填料含量胶 粘剂 的应用 。 钟玉修 O l采用机械搅拌 、 超声振动和真空抽吸 排气等处理方法 ,将纳米金刚 和胶粘 剂 中 ,期 望能 进一 步提 高 复合树 脂 的机械 强 度和粘接性能。结果表明,加入适量的纳米金刚石 粉后,复合树脂及胶粘剂的机械强度和粘接性能均 得 到 明显 提 高 。 另外 , 为了增加填料和树脂基质问的结合 , 普通 填料 需要 事先 进行 表 面处理 。 常用 的处理 剂为 硅烷 偶联 剂 , 将 填 料颗粒 表 面 的疏 水 基 团封 闭后 , 利 用偶 联剂 的双键 与基质 发生 交联 ,从 而达 到增 强树 脂 机 械性能的 目的。但是 , 研究者在预实验中发现 , 纳米 金刚石粉在经过偶联剂处理后 ,不但不能提高复合 树脂的硬度和强度 , 反而会出现一定程度的下降。 可 能是 由于偶联剂处理后封闭了纳米金刚石表面已含 有 的大量 功 能基 团的缘 故 。 粉加入到复合树脂 2. 2碳 纳米管 CNTs 是一种新型碳结构 , 按组成 CNTs 管壁中 碳原子的层数不同,可分为单壁碳纳米管(SWNTs) 和多壁碳纳米管( MWN 公 司的 lijima S 发现 CNTs 以来 , CNTs 由于其特殊 的结构以及所具有的力学性能 、 光 电性能 、 储氢性能 和耐热性能等特点 ,因而在复合材料中得到广泛应 用。CNTs 主要用作复合材料的增强体 , 将其作为结 构复合材料的增强剂加入体系中,则对材料具有明 显的增韧 、 增强作用 ; 将其作为功能增强剂加入到聚 合物 基体 中 ,则 叮以提 高聚 合物 的导 电性 能和散 热 能力 , 并且 只需加入极少量 的 CNTs, 就可以显 著改 善聚合材料的力学性能和导电性能III-t3 l。 2. 2. 1 CNTs 的表 面 改性 在纳米复合材料的设计中,复合时的混合与分 散 、复合材料的界面作用等问题都会影响复合材料 的性能与功能。