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纳米复合材料发展前景范文1
关键词：纳米Si3N4 甲基乙烯基硅橡胶 力学性能 耐热老化性能
随着科技的发展，复合材料越来越吸引大家的关注，经过复合以后的材料会表现出其各个组分所没有的特定的性能，正因为如此，复合材料在很多领域都得到了重用。所谓橡胶基纳米复合材料是指纳米尺寸的无机填充物分散在橡胶基体中。张立群等人在前人大量理论和实验研究的基础上提出了高效补强必须是“纳米”补强的观点，认为采用纳米补强技术可制得性能优异的橡胶基纳米复合材料。
一、实验
原材料：甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）、白炭黑、羟基硅油、硬脂酸锌，纳米Si3N4（平均粒径
基本配方：采用了沉淀法白炭黑，硅橡胶生胶，150份；白炭黑，65份；羟基硅油，4.2份 ；硬脂酸锌，0.35份；氮化硅，0%～3.5% ；硫化剂 ，1%。
工艺流程：采用分段投胶两段混炼法，第一段混炼分两步，首先在密炼机上进行，将生胶、相关加工助剂和填料加入密炼机中升温至150℃，抽真空1h，然后搅拌1h，在混炼过程中一直保持在150℃—170℃，出胶后停放24h，然后进行反炼、过滤；然后在开炼机上进行，在第一步混炼出的胶料中加入纳米Si3N4，开炼光滑，下片停放。第二段混炼是在开炼机上进行，把第一段混炼的两种胶料按不同的比例在开炼机上开炼，并同时加入双—2，5硫化剂下片，停放12h后，制样。橡胶基纳米复合材料样品制备：混炼工艺在密炼机上进行，硅橡胶硫化条件为175℃×5min。
测试与分析：1、采用S—4800扫描式电子显微镜对橡胶机纳米复合材料新鲜撕裂面进行扫描拍照，观察纳米Si3N4在硅橡胶中的分散性，不喷金；2、按照GB/T528在Instron—112型电子拉力机上进行拉伸强度，直角撕裂强度，断裂伸长率等性能测试；耐热老化性能条件为200℃×75h。3、Pyris—1型热重分析仪对各不同的硅橡胶进行分析耐高温性能。
二、结果与讨论
纳米Si3N4在VMQ中的分散情况
分析：这是由于大分子表面改性剂HSi—g—A151改性纳米Si3N4后，能使其与硅橡胶有更强的相互作用、更好的相容性，说明所合成的大分子表面改性剂HSi—g—A151在纳米Si3N4与硅橡胶之间起到了很好的架桥（偶联）作用。
VMQ/纳米Si3N4复合材料的性能
物理性能：在研究的纳米Si3N4的占生胶的比例0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 （%）比例范围内，随着纳米Si3N4比例的增加，橡胶的邵A硬度有小幅上升，撕裂强度、断裂伸长率、扯断强度在纳米Si3N4比例为0.5%时达到最大值，随后又呈下降趋势，分析认为，在纳米Si3N4粉体表面包覆了大分子表面改性剂HSi—g—A151后，与硅橡胶基体在界面上产生了良好的相互作用，从而在一定用量范围内使复合材料的物理性能得以提高。
耐热老化性能：分别取纳米Si3N4的占生胶的比例0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 （%）在200℃下热空气老化75h后，测试试样的扯断强度和扯断伸长率，结果在硅橡胶基体中加入纳米Si3N4明显地提高老化后的硅橡胶的扯断强度和扯断伸长率，相对于未加纳米Si3N4的原混炼胶可以看出，随着纳米Si3N4质量分数的增加，老化后硅橡胶的扯断强度降低值以及扯断伸长率均是先减小后增大，扯断强度和扯断伸长率均在0.5%达到一个峰值，可见，纳米Si3N4的加入，能够明显地改变硅橡胶耐热老化性能，当纳米Si3N4粉体添加量低于某一个值时（0.5%），复合材料的那热老化性能随着纳米Si3N4粉体量的增加而提高，这是由于添加的粉体越多对于其性能的提高越明显，当纳米Si3N4粉体添加量高于某一个值时（0.5%），随着粉体量的增加而降低，这是由于当添加过多的粉体时，粉体不能很好的分散在硅橡胶基体中，在做拉伸和撕裂时容易局部断裂而降低了复合材料的耐热老化性能。
耐高温性能：分别对混炼胶、复合材料以及生胶进行热重分析，各种硅橡胶分解速率最大时的温度为：生胶（435℃）、混炼胶（502℃）、复合材料（511℃）如图2.
图2 硅橡胶热重曲线（a生胶 b混炼胶 c复合材料）
三、结论
通过对硅橡胶/Si3N4纳米复合材料的常规力学性能和热空气老化性能的研究表明：经过大分子表面改性剂HSi—g—A151改性后的纳米Si3N4粉体在一定程度上提高了硅橡胶的常规力学性能和耐热空气老化性能。当Si3N4的添加量在0.5%时，物理性能和耐热老化性能达到一个最优值。从对各个不同硅橡胶的TG分析可以看出，添加了适量的经分子表面改性剂HSi—g—A151改性后的纳米Si3N4粉体，可以使硅橡胶的耐高温性能有小幅度的上升。
参考文献：
[1]杨伟燕 橡胶纳米复合材料研究进展及其发展前景[J].甘肃科技，2006，9
纳米复合材料发展前景范文2
Power Felt通过接触为手机充电，可让手机的续航时间延长20%。手机用户甚至可以坐在手机上形成连接，透过身体将电输送给手机。卡罗尔表示Power Felt代表着低廉发电方式的第一股浪潮，它的经济可承受性远远超过当前的可再生能源发电方式，例如太阳能。成本高一直是发展太阳能的一人障碍。
Power Felt是一个多面手，除了可以为手机充电外，也可以为收音机或者手电筒充电，能够在断电之后发挥重要作用。
冷热温差特来电
几十年前人们就已开始研究热电材料并已实现了商业化应用，但传统方法是用碲化铋等无机材料制造。一些新研究显示，有机材料可能有成本更低、制造容易、灵活柔韧等更多优点。不过迄今为止，有机材料的性能仍不如无机材料，比如用柔性热电材料做成腕表，通过体温和外界环境温差来充电，如果用现在的碳纳米管/聚合物复合材料制造的话，那需要500平方厘米的纤维，比普通的腕表要大50倍。
研究人员解释说，问题的关键在于高性能热电纤维是在材料两面产生大的温差，由于碳纳米管/聚合物复合材料非常薄，其表面垂直温差就很有限；而Power Felt是一种多层碳纳米管/聚合物复合材料，电输出功率将被大大提高。
如果抓住金属棒的一端，手上的热量会加热电子。随着温度升高，电子寻找温度较低的区域，移动到金属棒的另一端。如此一来，一端拥有额外的电子，两端之间形成电压，也就是热电压。Power Felt便采用这样的工作原理。
大规模生产这种材料就能以较低成本大量发电，在收集能量方面比其他方法更有成本竞争力。这种材料的用途很广，且电流输出功率很容易调节。如果需要更高功率，只需简单地换个更大面积的。
发展前景很乐观
即使没有很大的温差，Power Felt也可能从声音中获取能量。不过，这项技术的第一个应用对象并非手机，而是玩具。
纳米复合材料发展前景范文3
保健食品包装按内外层次分内包装和外包装，按包装刚性分软包装和硬包装。这里所述的保健食品软包装即是指内装物充填或取出后形状可发生变化的、主要为容纳保健食品和阻止其与外界接触以保护品质及方便使用的包装形式。
近年来，保健食品软包装发展迅速，并且随着各种新型材料的发展与普及，以及自动化称量和包装设备的技术进展，在保健食品包装中已显现出许多优势。
保健食品软包装形式层出不穷
泡罩包装泡罩包装又称水泡眼包装，即PTP（PressThroughPackaging）包装技术，它是将塑料薄片加热软化、成型（水泡眼），之后置入保健食品，再用药用铝箔进行热封，从而形成泡罩包装。因该包装形式给食用者提供了一次剂量包装，且稳定可靠、安全方便，所以越来越受到欢迎。据美国研究预计，在近一段时期内，泡罩包装的增幅将是最大的。
袋包装袋包装是日益见多的保健食品软包装形式，可在一台机器上完成专用薄膜制袋、充填、封口和切断等工艺。袋包装可用于片剂、颗粒剂、粉剂、散剂、丸剂等保健食品的包装。
条形包装条形包装（StripPackag?ing）是利用两层条形包装膜（SP）把保健食品夹在中间，两层SP膜内侧热合密封，并在保健食品之间压上齿痕，单位保健食品之间隔开一定距离而形成的一种单位包装形式（单片或成排小包装）。条形包装适合于各种形状和尺寸保健品的大批量自动包装，尤其对一些较大剂型、吸湿性强、对紫外光敏感、要求耐热耐寒、且要求有效期长的保健品更为合适。双铝包装双铝包装与条形包装相似，是采用两层涂覆铝箔将药品夹在中间，然后热合密封、冲裁成一定板块的包装形式。由于涂覆铝箔具有优良的气密性、防湿性和遮光性，所以双铝包装对要求密封或遮光的片剂、胶囊、丸剂、颗粒、粉剂等保健食品具有很大的优越性。软质瓶包装软质瓶主要应用于口服液、糖浆等液体制剂等剂型。
保健食品软包装优势明显
保健食品软包装之所以迅猛发展，是因为这种包装形式具有十分明显的优势。
选材丰富。保健食品软包装材料多种多样，其结构有：纸/塑料、塑料/镀铝塑料、纸/铝箔/塑料和塑料/铝箔/塑料等多种形式，它们的阻隔性能依次递增。生产中可按保健食品对包装材料的阻隔性能要求以及包装形式，并综合考虑其他因素如透明性、美观性、拿取便利性、经济性等选择适宜的保健食品软包装材料。
工艺先进，生产安全。保健食品软包装加工过程的加料、制膜、印刷、包装等可以一次完成，既缩短了生产周期，又减少了环境及人为因素对保健食品可能造成的污染和对其生产过程的影响，保证了安全性和包装质量，符合GMP要求；
易实现自动化，生产效率高。由于保健食品软包装过程可以在一台机器上操作，所以在控制手段越来越先进的今天，很易实现包装过程自动化，从而大大提高生产效率；耗能少、运输量小、成本低。实现保健食品软包装可以省去容器的洗、干燥、灭菌等工序，克服了高耗能、易破损、运输量大等缺点，从而使生产成本降低。事实上，作为软包装的主要材料，塑料及纸塑等复合材料显示出了玻璃、金属无法比拟的“三低”优势：原材料价格低、运输费用低、生产成本低；储存期长，密封性好。由于软包装材料所具备的性能，使得保健食品在包装后的密封性和保质性好，储存期长，保存期可达3～5年；方便储运、销售和使用。保健食品软包装形式可谓多种多样，材料也不尽相同，但无论是在储运过程中，还是在销售和使用中，它们都具有良好的理化性质，体现出了方便、安全等优点。
保健食品软包装前景可喜
就保健食品软包装发展前景而言，其趋势有几个方面。
“绿色”包装。保健食品的“绿色”包装是指对生态环境和人体健康无害、包装材料能够循环和再生使用的包装。如今，“绿色”包装的开发已成为必须的工作，大力开发和普及可回收再造、可降解回归自然、焚烧不污染大气等新型环保包装材料的步伐将加快。
少计量包装。少计量包装要求保健食品内包装具有准确计量的作用，包括使用具有计量功能的包装材料和一次性用量包装，后一种是常见的少计量包装。在美国已于1990年全部普及了一次用量包装。随着复合材料的开发和灭菌包装技术的发展，我国已能有效地保证液剂和固体剂一次用量包装的准确性，但仍将继续发展少计量包装这种方便而准确的软包装形式。
环境调节包装。所谓“环境调节包装”是使包装内的气体状态发生变化，较长时间地保证被包装产品的质量，如封入干燥剂（吸氧剂）的包装、空气置换（充氮气等）包装。这种包装形式将继续开发和普及；高阻隔包装。高阻隔包装就是利用阻隔性优良的材料阻止气体、水汽、气味、光线等进入包装内，以保证保健食品的有效性等。高阻隔包装的应用在欧洲和日本已非常普遍，而我国自20世纪80年代引入PVDC等高阻隔包装，但发展缓慢；“无菌”包装。“无菌”包装就是在“无菌”环境中，采用瞬间超高温灭菌技术，对包装保健食品进行杀菌包装的一种方法，多用复合材料通过不同形式的挤压、复合成型进行包装。它具有能更好地保持功能性、延长保质期、节约能源、降低包装成本、易实现环保等优点；抗菌包装。
尽管保健食品生产的洁净环境是按照GMP要求设计的，但任何一个剂型生产和包装过程都不可能绝对无菌。所以，为延长保健食品保质期、保证保健食品安全性，
应按GMP要求采用抗菌高分子包装材料进行保健食品包装，以抑制细菌污染；纳米包装。纳米包装改变了人们的传统技术，能最有效地利用原子、分子赋予材料的高新特性，注重节约资源，使之极大地有利于人类社会。纳米技术及纳米材料在医药领域的应用和开发，为中国保健食品包装提供了一个千载难逢的大好时机。纳米纸、聚合物基纳米复合材料（PN－MC）、纳米粘合剂及纳米抗菌包装的发展将为保健食品软包装开辟新的领域。
纳米复合材料发展前景范文4
【关键词】纳米纤维；纳米塑料；纳米技术发展
1 引言
目前，我们主要朝着两个方向来发展纳米技术，他们分别是开发新材料，如巴基球以及纳米管等等，和运用新科技来减少现在正在使用的材料，例如金属氧化物的用量等等。一些含有氟聚合物和特种复合材料中已经慢慢运用到了碳纳米管，除此以外，钛白粉和粘土以及SiO2等之中也运用到了纳米技术。纳米氧化物和材料、纳米粘土以及碳纳米管市场都是纳米材料市场的组成部分。德固萨公司是一家以生产先进的纳米氧化铈、氧化铟以及氧化锌为名的公司，它在2004年到2008年之间投资在纳米研究领域有2500万美元。密歇根大学目前正在跟比较前沿的巴斯夫公司合作，研究开发纳米立方体。这种立方体在中压时可以吸附氢气，在释放压力时又可以放出氢气，它是由含有苯和本基因有机体以及氧化锌分子组合而成的多孔结构。其实，目前已经有多家公司开始从事聚合物纳米技术的研究，并且还出产了许多商业化产品。
2 化工中如何运用纳米技术
2.1 开发运用碳纳米管
运用碳纳米管，我们可以制成储气能力极强的储氢材料，然后将它运用于燃料电池等领域。除此外，碳纳米管还可以制成具备高强度的碳Z-T-维材料以及将它作为增强填料形成各种复合材料。如果再大气中制取因，则可以大大地降低费用，这是日本丰桥（Toyohashi）技术科学大学与Futaba公司以及Tokai碳素公司联合开发研究出来的新方法。如果用200-300A的20V直流电在两个石墨电极之间，便会产生电弧，在这种情况下，阳极是不断地消耗的，在4000-10 000K下快速蒸发时候，电弧喷射便产生了。如果将电弧喷射快速急冷，让它到冷却板上，我们就可以得到纳米碳颗粒了，这种产物越有30%纳米管[3]和约70%碳颗粒凝聚体。碳纳米管可以用于生产高性能塑料的蓄电池、燃料电池电极材料以及电子元件和增强材料，目前，世界上拥有着最大规模的碳纳米管生产装置的公司就是日本三井化学公司，它的生产能力为120t/d 。美国西南纳米技术公司和大陆菲利普斯合作，它们的目标市场之一是应用于塑料参混物，现在正在不断加快低成本碳纳米管的商业化步伐。美国公司zeyo第一次提出了大大提高材料的导电和力学性能，可用于改性聚氨酯的单壁碳纳米管和多壁碳纳米管添加剂产品。我国的碳纳米管技术也是列于世界前位的，目前我国清华南风纳米粉体技术产业化啊工程中心的碳纳米管批量生产技术在国际上是最高的。
2.2 纳米催化剂
根据商务通讯公司的报道，在全球，纳米催化剂的市场资金将会越来越多，应用领域也将会越来越大，其包含有炼油和石化行业、化学和医药领域、食品加工和环保领域等等。纳米的催化性能以及吸附能得到了不断增强，这是由于纳米的表面积不断增大以及纳米微粒粒径不断减小的后果，除此之外，正是由于这些独特的效应，使得一些原来不能反应的能够进行反应了，而且也使得能反应的反应效率得到提高，有效地控制了反应效率。瑞士技术研究院开发了一种可应用于环氧化反应，并且低费用、高效的纳米颗粒二氧化钛，这就是二氧化硅催化剂。与穿透的环氧化催化剂相比，此种基于相同的材料但产生副产物很少的催化剂能够大大地提高转化率。所谓的环氧化物，就是生产表面活性剂、许多聚合物以及医药的关键中间体。
2.3 纳米复合材料
由于纳米粒子具备着量子尺寸效应、表面界面效应以及小尺寸效应，这些 效应和聚合物耐腐蚀却容易加工以及密度小的特点结合以后，就使得他们能够成为和常规不同的复合材料。它们分别包括了有纳米塑料、轮胎纳米聚合物、纳米功能性纤维等。因为聚合物纳米复合材料的快速崛起，所以传统的塑料产业也出现了新的力量，聚合物复合材料提高了传统材料的性能，体现了更加优异的综合性能。除此之外，纳米聚合物在轮胎中的运用能够起到节省能源的作用。意大利Nova—mont公司与别的公司合作，开发出能够大大减少轮胎滚动阻力的淀粉聚合物。最后，纳米技术的进步还使得功能性聚酯等纤维应用了纳米材料，得到进步。一些含有纳米材料的功能性纤维陆续出现，其中能够防辐射、变色、抗菌等等功能引起了人们的关注。
2.4 纳米材料在石油工业的应用展望
纳米材料在油田开发和石油化工方面都得到了应用。为了能够解决好低参透油田的注水开采的最终采收率低和开采速度慢的问题，我国在实际注入过程中采用了新型降压注水剂纳米聚硅材料。实际证明，这种材料能够提高低渗透压注水井的吸水功能。除此之外，又因为纳米表面积很大而且表面活性中心也多，所以它也是一种很好的催化材料。如果把一般的铂、镍、铁等金属催化剂制成纳米微粒的话，纳米它就可以大大地改善催化效果。
2.5 纳米材料
俄罗斯科学家曾经将纳米合金粉末和纳米铜粉末加到油中，可是使得油的使用寿命延长，而且性能得到十倍以上的提高，降低磨损率。目前，油田现场的油气井在完井时套管的管扣剂普遍采用的是黄油或是丝扣油，但是这种油经常会出现咬扣的现象，除此之外，这两种油的减摩效果也不是很理想，所以卸扣和上扣的劳动强度也得到增强。针对套管和油管目前正在使用的丝扣油具有的缺点，根据纳米材料低弹性模量以及硬度大的特点，和纳米粒子抗磨特征，为了能够达到减小上卸扣的困难以及避免咬扣或是粘扣的目标，提出了把纳米粒子加入在先有丝扣油中作为添加剂的建议。
2.6 存在的问题与发展方向
尽管纳米材料有着非常好的发展前景，但是我们也要认识到许多方面到目前为止也是美好的想象或者还处于试验阶段，必须还要解决离实际应用之路上的很多问题。
首先，虽然功能性纳米材料的成本算是比较低的，但是目前我们制备工艺还大多处于实验室阶段，所以纳米技术发展存在的一个关键问题是工业化设备问题。其次，其材料形式也是作为催化剂的纳米材料的一个很重要的问题。如果直接用颗粒存于反映体系之中，那我们就必须考虑它的回收难易性和活性再生难以及抗污染性等问题。还有就是在目前的水平中，纳米二氧化钛灯光催化剂的催化效率还处于比较低的水平，因为它仅仅只能利用波长低于400nm的太阳光。最后，纳米粒子在基础油中必须均匀、稳定地分散，这是它作为油添加剂被应用的前提。我们相信这些难题将会随着纳米技术的不断发张都会慢慢得到解决，纳米材料也会在应用中显示它的无比优越性。
纳米复合材料发展前景范文5
关键词：纳米材料 化工 生产 效率
在高新技术中，纳米技术、生物技术和信息技术对化学工业发展有着深远的影响，对于材料科学而言，当首推纳米技术。它不仅能推动化学反应、催化和许多单元操作的突破性的改进，而且提供了纳米多孔材料、纳米粒子、纳米复合材料、纳米传感器等新型材料以及化学机械抛光、药物可控释放、独特的去污作用等功能应用，为化工新材料发展及其应用开辟了广阔的前景。
纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。
一、通用塑料的工程化和化学纤维改性
近年来出现了各种新型的功能性化学纤维，其中不少是应用了纳米技术，如日本帝人公司将纳米ZnO和纳米SiO2混入化学纤维， 得到具有除臭及静化空气功能的化学纤维，这种化学纤维被广泛用于制造长期卧床病人和医院的消臭敷料、绷带、睡衣等；日本仓螺公司将纳米ZnO加入到聚酯纤维中，制得了防紫外线纤维， 该纤维除了具有防紫外线功能外，还具有抗菌、消毒、除臭的功能。在通用塑料中加入纳米粒子能使其达到工程塑料的性能，用纳米技术对通用聚丙烯进行改性，其性能达到了尼龙6的性能指标，而成本却降低1/3。
二、在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
三、纳米材料在化工生产中应用
由于纳米材料的特殊结构和特殊性能，使纳米材料在化工生产中得到了广泛的应用，主要应用在以下几方面。
1.在化学改性方面
炭黑纳米粒子加入到橡胶中后可显著提高橡胶的强度、耐磨性、抗老化性，这一技术早已在橡胶工业中运用。 纳米技术在制造彩色橡胶中也发挥了独特的作用，过去的橡胶制品一般为黑色（纳米级的炭黑较易得到）。若要制造彩色橡胶可选用白色纳米级的粒子（如白炭黑）作补强剂，使用纳米粒子级着色剂，此时橡胶制品的性能优异。 把纳米粒子添加到塑料中，对增加塑料韧性有较大的作用。用纳米级SiC/Si3N4粒子经钛酸酯处理后填充LDPE，当添加量为5%时冲击强度最大，缺口冲击强度为55.7kj/m2，是纯LDPE的2倍多；断裂伸长率到625 %时仍未断裂，为纯LDPE的5倍。用纳米级CaCO3，改性HDPE，当纳米级CaCO3含量为25%时，冲击强度达到最大值，最大冲击强度为纯HDPE的1.7倍，断裂伸长率在CaCO3含量为16%时最大，约为660%超过纯HDPE的值。
2.在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒子作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
3.在其它精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。
纳米技术将不断发生变化，展望前景是光明的。当然，纳米技术也与其它技术一样，对环境和社会有正反两方面的影响。提高能源生产和供应效率，对产业和环境都是有好处的，例如通过减轻复合材料重量，应用替代能源（提高太阳能和风能效率及经济性）以及扩大燃料电池应用等，达到节省大量能源的效果。其它具有竞争力的方面为纳米粒子在医学上应用，有效地进行药品施放，但纳米粒子对人类健康的影响尚无定论。任何一个新的化合物和产品在批准应用之前都必须进行全面鉴定，在化学工业化前要经过长期应用研究。当前用以评价这类产品的通用程序和方法将面临许多挑战。
参考文献
[1]田凤麟.纳米材料的特性及其在化工生产中的应用 《科技信息》2007年第24期.
[2]何彦达.纳米材料的应用及展望 科技风 2010年第01期.
纳米复合材料发展前景范文6
【关键词】陶瓷材料；口腔医学；应用现状
【中图分类号】R78 【文献标识码】A 【文章编号】1007-8231（2011）11-1981-01
1 氧化锆陶瓷
1.1 氧化锆全瓷牙修复体
德国Vita公司开发的In- ceram技术是制作高强度、低收缩全瓷冠的技术，也是牙科陶瓷全冠制作中惟一使用其专利技术命名的制作技术。Suarez等认为 In- ceram氧化锆陶瓷后牙固定义齿经过 3 年的临床观察是可以被应用的，但该材料被推荐为局部固定义齿修复方法之前，还需要进行长期的临床研究。此外，Kohal等报道了一个临床应用氧化锆陶瓷为种植体全冠系统成功的病案，并指出能改变灰色牙龈的材料是氧化锆陶瓷。Piwowarczky等认为，3M公司的 Lava All- Ceramic系统（ 是以高强度的氧化锆陶瓷为核心的全瓷修复系统）能广泛地用于前牙和后牙的局部固定义齿修复中。
1.2 氧化锆陶瓷作为根桩的应用
氧化锆陶瓷桩核在Y- Ce- TZP 制作中应用较为广泛，因为这样既可以保留Y- TZP 陶瓷的高强度，又具有 Ce- TZP 陶瓷的高韧性；另一方面 Ce- Y- Mg 复合稳定剂能够对氧化锆陶瓷起到很好的增韧，增强效果。由于其强度高、韧性好，力学性能能够满足牙科桩钉的要求，因此可用于氧化锆桩核的制作。制作过程为预成氧化锆棒做桩核蜡形的核心，包埋铸瓷，试戴粘固同常规。由于氧化锆陶瓷是一种高强度瓷，具有较高的抗弯强度，而与之匹配的特制铸造陶瓷又能于氧化锆桩结合在一起构成瓷桩核，因此不但透光性好，而且力学性能超群。
1.3 氧化锆陶瓷在牙种植方面的应用
在氧化钴陶瓷在牙种植方面的应用中，很多学者认为通过基桩颜色改善美观可以通过设计铝锆可切削基桩，用于修复上颌前牙区的单个牙缺失。这种美观的可切削陶瓷前牙种植基桩是通过氧化铝、氧化钸和氧化锆烧结成一定形态的基桩胚体，可切削加工，然后玻璃料渗透而成。Brodbeck认为，氧化锆陶瓷种植体基台不仅具有良好的口腔材料性质而且具有极佳的生物相容性。Rimondini等体外实验比较了氧化锆陶瓷基桩和纯钛基桩表面变形链球菌、血链球菌、粘性放线菌和牙龈卟啉单胞菌等细菌的定植，发现氧化锆陶瓷基桩表面变形链球菌的定植超过钛基桩，血链球菌更易定植在钛基桩表面。体内实验发现牙周致病菌在钛基桩表面的定植量超过氧化锆陶瓷基桩。Yildirim等研究认为氧化锆陶瓷基台抵抗断裂的能力是氧化铝陶瓷基台的两倍多。
2 纳米陶瓷
2.1 陶瓷在人工牙冠的应用
人工牙的研究虽然多，不过研究的方向比较集中，大部分都是关于陶瓷颗粒及块体的制备方面，而核瓷与饰瓷的匹配性、人工牙与基牙的适合性、动态载荷测量、疲劳测试及临床应用反馈等方面的研究尚待深入进行。可切削纳米陶瓷块的研制和开发使口腔修复治疗更加方便快捷，同时可切削陶瓷块体材料的应用也可拓宽纳米陶瓷的制备方法，有效提高纳米陶瓷材料的力学性能。
2.2 纳米陶瓷种植材料
口腔医学的医疗研究中，种植陶瓷材料主要用于在一些套人工骨骼，关节以及人工牙根种植体等。纳米轻基磷灰石具有良好的生物活性和生物降解性，它和胶原的纳米复合物在种植体降解和替代的过程中可以进行较多的骨改建l1Fl。纳米氧化铝和轻基磷灰石陶瓷材料提高了成骨细胞的功能。氧化铝一氧化错纳米复合陶瓷具有对微裂纹扩展的高度抵抗性，使其可以作为一种瓷关节修复体的可靠性选择国。
3 生物活性陶瓷
生物活性陶瓷是指表面具有生物活性或者具有生物吸收性的陶瓷材料，其主要特点是在生物体内能够诱发新生组织的生长。羟基磷灰石陶瓷、硅酸钙陶瓷、生物活性玻璃等在口腔医学领域应用较广泛。
3.1 磷灰石陶瓷
在口腔医学领域对羟基磷灰石的研究主要集中在材料的制备与临床效果评价等方面。袁捷等将骨髓基质干细胞与珊瑚羟基磷灰石复合制备人工骨，然后把制备的人工骨植入犬下颌骨阶段性缺损部位，32周后观察发现骨修复较好，组织学显示有板层骨形成，连接处骨性愈合；胡图强等研究了纳米羟基磷灰石（富含生长因子血浆复合材料）修复牙槽突裂的生物性能及富含生长因子血浆在其中的作用，实验证明纳米羟基磷灰石具有较好的生物活性；M.Sadat-Shojai等利用羟基磷灰石纳米棒作为填充剂以增强牙科粘结剂的性能，首先借助一种简单的水热工艺制备了高纯度、高结晶度、高表观比率羟基磷灰石纳米棒，将合成的粉体按0%～5%与粘结剂溶液混合，然后利用超声分散均匀，得到牙本质粘结剂，体外力学性能测试显示添加0.2%～0.5%羟基磷灰石纳米棒后粘结剂力学性能获得大幅提高，其微观剪切强度与牙本质相当。
3.2 三钙陶瓷
TCP具有诱导根尖周骨质再生、牙髓钙桥形成的生物学特性，在口腔医学领域得到广泛应用和重视。晓兵等将经过诱导的犬骨髓基质细胞与多孔β-TCP支架复合后植入犬的下颌骨的全层节段性缺损处，评价三维多孔β-TCP修复下颌骨节段性缺损的生物力学，术后6个月进行CT影像学分析，结果显示下颌骨极限缺损区已修复,下颌骨呈连续性,且形态较对照组完美，三维多孔β-TCP复合体起到了形态和功能修复的双重目的，具有控释性能的可注射牙槽骨β-TCP修复材料的体外细胞毒性实验显示，可注射牙槽骨修复材料中β-TCP对细胞的生长和增殖无明显抑制作用、无明显的细胞毒性；文献报道了混悬聚乳酸与TCP复合并用于修复大鼠下颌骨缺损实验，创口观察及组织学观察显示修复缺损处早期有大量纤维结缔组织形成和炎性细胞浸润，之后新生的纤维结缔组织将材料分隔成块状，缺损区出现大量新生骨岛，同时可见丰富的成纤维细胞和成骨细胞。
参考文献
［1］ 崔福斋,郭牧遥.生物陶瓷材料的应用及其发展前景［J].药物分析杂志,2010,30(7).
