探析纳米技术在高分子材料改性中的应用

摘要：随着我国工业建设业的不断发展，对高分子材料的需求量也相应增加，对其性能的发挥也提出了更高的要求。在此过程中，将纳米技术与高分子材料改性相结合，可以有效提升高分子材料的应用性能。基于此，本文对纳米技术的具体应用加以研究，分别从纤维材料改性、橡胶改性以及塑料改性等方面进行探讨。 关键词：纳米技术；高分子材料；改性

引言：现阶段，高分子材料的应用领域不断扩大，而纳米技术的发展也进一步推动了高分子材料领域的进步。将纳米技术与高分子材料改性相结合可以有效提升工业生产效率，进而为人们生活水平的改善提供有利条件。近年来，生活中对高分子材料的需求不断增多，如何加强纳米技术的应用成为需要研究的关键问题。

1.纳米技术概述 1.1纳米技术的特性

随着科学技术的不断发展，纳米技术应运而生，随即便受到了国内外学者的广泛关注。现阶段，纳米技术在生活各方各面都得到了广泛地应用。相较于高分子材料，纳米粒子之间存在着一种特殊的作用力也正是因为这种作用力，使得纳米粒子与高分子材料之间可以发生物理反应。除此之外，纳米粒子还具备其他优越的性能，使其在各个领域中都可以得到广泛地推广与应用。通对对纳米粒子进一步地分析研究可知，纳米粒子同属于金属材料和非金属材料；同时，纳米粒子还拥有着如晶态、非晶态等多种状态，这也是纳米粒子可以在各个领域应用的重要原因之一。

1.2纳米技术应用于高分子材料改性中的原理

近年来，,纳米技术在高分子领域的应用愈发广泛，利用纳米粒子对高分子材料进行改性的过程中，纳米粒子的体积、表面、粒子隧道等都会成为改性过程的影响因素。通常情况下，纳米粒子与高分子链之间会产生一定的作用力，因纳米粒子规格与大分子链之间的量级是相同的，所以二者之间分子水平就会出现分散的现象。同时，二者之间还能够产生化学作用，纳米粒子的表面通常具备着较为丰富的原子，借助隧道效应就会产生活性点，进而在此基础上构建出相应的化学键。

2.纳米技术在高分子材料改性中的具体应用 2.1纳米技术在纤维材料中的应用

在化学纤维的制造过程中，功能纤维的制造是其中非常关键的环节，将纳米技术引入其中可以有效提升化学纤维的具体使用性能。在进行化学纤维性能改进时，最重要的内容就是提升化学纤维的抗氧化性能，同时在具体实施的过程中，为进一步提其防御紫外线的能力，还应在其中加入一定量的二氧化钛。类似的技术在实际生活中有很多的应用实例，例如太阳伞的制作以及实验室、医院等场所都会广泛应用到化学纤维的相关材料。在这样的场所中，通常会对化学纤维材料所具备的抗菌能力有较高的要求，因此在制作化学纤维材料的过程中可以引入纳米技术，将具有较强抗菌性的纳米材料应用其中，从而有效提升化学纤维的抗菌性。根据这样的原理，实验室制服、医院手术服登对抗菌性要求较高的服饰就可以被有效生产出来。同时，在二氧化硅的相关纳米材料与化学纤维的改姓相结合的过程中，就可以利用二氧化硅的吸附能力，有效提升纤维产品的净化性能；而

同聚酯化学的相关材料结合就可以提升产品的除臭能力。除此之外，还可以利用纳米材料发射率较高的特征，提升化学纤维对远红外线的吸收能力，进而促进血液循环；而在被褥制造中运用纳米技术，就可以使其保温、保暖性能显著提升[1]。 2.2纳米技术在橡胶改性中的应用

橡胶也是应用范围极广的一种高分子材料，在生活中各个领域都可以得到广泛地运用。将炭黑纳米材料与橡胶改性相结合，可以有效提升橡胶产品的耐磨性和强度，大大提升其在应用过程中的使用寿命。虽然炭黑纳米材料对橡胶的改性起到了明显的推动作用，但因炭黑纳米材料的直径与橡胶的耐磨性存在明显的反比例关系，因此在实际开展的过程中需要其直径对进行严格的控制。同时，橡胶材料的颜色也可以借助纳米技术的引入发生改变，例如橡胶材料与纳米级别的炭黑材料相结合和，橡胶就会变成黑色，而与其他纳米级着色材料结合，橡胶颜色也会发生其他不同的改变。另外，纳米级别的氧化硅材料内部体现出非常明显的三维链接形态，因此将其与橡胶材料相结合，橡胶材料就可以进而形成网状立体结构，在此过程中，橡胶的弹性、韧性以及抗老化能力也会得到一定程度上的提升，大大延长了其使用寿命。 2.3纳米技术在塑料改性中的应用

随着生活水平的不断提升，人们对塑料制品的质量、强度以及柔韧度都有着更高的要求，为进一步提升塑料制品的质量，生产厂家应不断提升其使用性能。借助纳米技术帮助塑料改性的手段主要体现在两个方面：一方面提升塑料的韧性，借助纳米材料尺寸小、透光性强的特点可以有效提升塑料制品的防水性，从而不断优化塑料材料的使用性能，提升塑料制品的应用价值。纳米粒子尺寸小的性质可以有效提升塑料的强度和柔韧性；而借助无机材料填充，可以有效提升塑料的刚性、稳定性与耐热性，进而大大降低破损的概率。若是将塑料制品与弹性粒子相结合就可以提升冲击强度与拉伸强度。纳米粒子具备活性中心较多较多的特性，因此在与基体结合后其性能可以显著提升，并且很少会受到外界因素的影响。与此同时，借助纳米技术改进塑料材质性能的时候，基体会发生微变形进而促进更多能量的储存，实现对外应力的分散，进一步提升塑料材料的性能。另一方面是实现塑料材质的功能化，令塑料制品与纳米粒子的抗菌性能相结合，可以使塑料产品也具备抗菌性，例如抗菌冰箱正是应用了这类技术[2]。而借助纳米金属粒子或纳米ZnO可以使得塑料制品提升抗静电的能力，或者是将相关材料应用于隐性材料的应用领域。例如在洗衣机外桶的制作过程中应用纳米技术聚合物以及无机银复合材料，有效提升了外桶的韧性以及抗击打能力，同时还进一步增强了防垢能力，为洗衣机使用性能的提升奠定基础。

结论：综上所述，加强纳米技术在高分子材料改性中的应用对提升材料性能起到了重要的作用。就目前的形势来看，纳米技术在高分子材料领域具有着广阔的发展前景，因此相关技术人员一定要加强对纳米技术以及高分子材料相关领域的研究与实现，加强高分子材料改性的科学性，从而为相关产品性能的提升奠定基础。 参考文献：

[1]蔡文倩,樊海涛.纳米科学技术在高分子材料领域的现状探析[J].科技视界,2019(25):12-13.

[2]谢婵,唐陈云.纳米技术在高分子材料改性中的运用初探[J].低碳世界,2019,9(12):327-328.