关键词：纳米技术；应用；高分子材料

        1、纳米粒子的特点

        纳米颗粒是一种结构微小且主要为原子或分子构成的粒子，处于原子簇与宏观物体之间的过渡范围，具有表面与界面效应。该颗粒的直径范围为1-100nm之间，属于胶体粒子大小的范围，肉眼可识别的范围在微米等级，所以人眼无法观察到纳米粒子。纳米材料的具体意义是指材料在三维空间里的尺寸至少存在一维处于纳米粒子直径的范围。我国的研究现状表明，纳米材料已经在冶金、陶瓷以及航天方面得到了广泛的研究和应用。根据其尺寸效应，当其周期性边界受到一定的损坏时，在光、电、磁、以及热力学等性能方面呈现出令人震惊的神奇现象。它既不属于典型的微观与不属于典型的宏观系统，所以纳米粒子具有一些新奇的物理、化学特性，根据其诸多方面的性能特点，在高分子材料中恰当地应用会使相应的高分子性能得到优化并增添其特殊的性能，性能方面得到不断地提升，不断加深我国高分子材料的研究层次，使纳米技术所生产的产品的性能更加满足我国科技发展的需求。

        2、纳米高分子材料的优势

        纳米材料具有较大的比表面积(specific surface area)、小尺寸(small size)等特点，与普通材料相比具有一些新颖的特性和不可思议的特性。人们通常采用将纳米粒子与聚合物结合的方法，利用纳米材料的特殊性能开发新产品，用这种方法制得的聚合物材料成本低、周期短，其物理、化学性质也与普通的改性材料不同。新型纳米粒子/聚合物复合材料具有特殊的体积效应(volume effect)、表面效应(surface effect)、量子效应(quantum effect)等特性。结合这些效应，改性高分子材料具有特殊的性能，使其成为一种具有广阔应用前景的新型材料。

        3、纳米技术在高分子材料中的应用

        3.1 纳米技术在塑料中的应用

        合理应用纳米技术，能够增强塑料的性能，同时也能够开发塑料的全新性能。纳米粒子有着尺寸小、透光性能强的显著特征，可以显著增强塑料的致密感，如在制造塑料薄膜时，通过纳米技术能够增强塑料薄膜的透明度，并优化其韧性和强度。纳米技术本身有着众多的活性中心和与基本结合的良好特点，不容易受到其他因素的作用而分开，再加上应力场的存在，往往会产生微变形区，以此来容纳能量，向外传递应力，促使相应的冲击能力分散，增强塑料的韧性[1]。与此同时，纳米技术可大大提高塑料的抗老化能力，一般情况下，塑料长时间暴露在紫外线的环境中，很容易产生高分子链断裂的情况，直接降低了塑料的使用寿命。将纳米二氧化硅和二氧化钛混合，并与塑料有机融合，能够吸纳大部分的紫外线，避免或延缓塑料的老化现象。此外，纳米技术还能够促使塑料朝着功能化的方向发展，添加抗菌能力高的纳米粒子有利于增强塑料的抗菌能力，并融入纳米氧化锌以此来改善塑料的抗静电能力。纳米技术也是促使塑料工程化的有效途径，如运用纳米技术促使聚丙烯改性，不仅可以节约资金支出，更能够优化材料的使用性能，为取得更客观的经济效益创造了良好的条件。

        3.2 纳米技术在橡胶方面的应用

        在橡胶工业的生产过程中，已知在为提高产品的耐磨性以及强度而不断努力，纳米技术在橡胶改性方面取得了较为突出的成果。在生产过程中，将炭黑纳米融入橡胶中，根据纳米粒子的量子效应以及小尺寸的特点，可以有效改善其原拥有的性能。在应用的过程中纳米粒子是扮演着补强的角色填充到橡胶中的。一般情况下橡胶以黑色为主，如果要生产其它颜色的橡胶产品，可根据需要改变注入的纳米粒子，将炭黑纳米粒子改为白色纳米粒子，这样便可提高橡胶的着色能力，使所生产的产品色彩更加鲜艳。虽然应用纳米技术可以有效改善塑料的性能，但是在纳米技术应用的过程中要有着严格的要求，否则不但会达不到改性的效果还会降低其原有的性能。纳米粒子在注入橡胶中时，要严格控制所注入的纳米粒子的大小。根据实验表明，当所注入的相应纳米粒子尺寸越小时，以上所提到的性能在改性中就会越好，随着纳米粒子尺寸的增大，则耐磨性以及强度会变差。在纳米技术的应用过程中可将纳米氧化硅添加到橡胶材料中，利用其链接结构特点，可以延长橡胶材料的使用寿命，使改性橡胶材料的抗衰老的性能得到有效的改善。经过改性的橡胶材料在阳光下能够对紫外线起到反射的效果，降低紫外线对橡胶的伤害，不会出现断裂及裂痕。为了不断提高橡胶的强度，以及耐磨程度，在橡胶产品的生产过程中应用纳米技术，根据不同纳米材料所具备的特性来优化橡胶的性能，使橡胶的改性得到较为突出的效果，为我国橡胶工业的发展提供强有力的推动[2]。

        3.3 纳米技术在纤维方面的应用

        纳米复合纤维通常分为广义和狭义区别。狭义的纳米复合纤维指的是纤维直径在纳米级别的超细纤维，而广义的纳米复合纤维除狭义纳米复合纤维外还包括将纳米材料填充到普通纤维中进行改进当前纤维的组合纤维材料。在我国，对广义的纳米复合材料研究较多，因为其应用范围较广，且生产方式技术要求低于狭义的纳米复合材料。在实际研究以及生产应用中，可以将具有抗菌作用的纳米粒子，如银粒子、铜粒子或锌粒子等作为添加剂填充到纤维材料中，从而使纤维产品具有抗菌作用。在实际生活中，我们所接触到的大部分医疗器械和医疗用品都是用抗菌纳米材料制作的，应用范围较广。纳米复合纤维材料对于紫外线的防护有一定的作用，这是因为纳米粒子的尺寸小于紫外线的波长，小尺寸效应导致其对紫外线的吸收更强。因此可利用其抵抗紫外线的特性制成各种防晒防紫外线用品，例如遮阳帽、防晒服、泳衣等。在研究远红外技术领域，研究人员发现，将具有较高远红外发射率的陶瓷微粉加入到高分子聚合物中，经纺丝加工可制成远红外纳米纤维，其中的纳米粒子可以有效地吸收材料本身释放的远红外射线，从而达到促进血液循环，调节新陈代谢的保温保健功能。这种功能可以对人产生良好的保健作用，同时研究人员还发现，纳米粒子可以高效地吸收电磁波，利用这一性能可以将这种纳米粒子应用在国防领域，使作战部队处于隐身状态。

        4、结束语

        纳米材料作为一种很好的技术，在高分子材料中有着重要的应用，其未来前景十分广阔，对于未来材料科学的发展有着特殊的重要现实意义。研发应用纳米复合材料可以利用我国优势的资源，对传统的工艺进行改造，对环境保护也具有积极意义，具有巨大的市场潜力。

        参考文献：

[1]丰艳兰,曾小飞.纳米技术在高分子材料中的应用[J].科技风,2013(22):112.

[2]车剑飞. 纳米氧化物表面改性与分散技术及其在高分子摩擦材料中的应用[D].南京理工大学,2005.