摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代科技創(chuàng)新研發(fā)的速度逐日加快，納米技術(shù)等新興技術(shù)已經(jīng)滲透到諸多領(lǐng)域，為部分企業(yè)的發(fā)展和繁榮注入了技術(shù)活力。在高分子材料改性中，納米技術(shù)同樣具有較為深入的應(yīng)用。基于此，本文將簡(jiǎn)要介紹納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用原理，并具體闡述納米技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用方向。
關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；高分子材料；改性
引言：在我國(guó)科技騰飛的關(guān)鍵時(shí)期，納米已經(jīng)成為大眾耳熟能詳?shù)囊粋€(gè)詞匯，作為度量宏觀與微觀世界大小與長(zhǎng)度的單位，納米的研究領(lǐng)域和內(nèi)容甚廣。所謂納米技術(shù)，具體指在納米量級(jí)范圍內(nèi)對(duì)分子和原子進(jìn)行加工處理的一種技術(shù)。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的合理運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)新材料、新器件的制造，甚至是新工藝的研發(fā)。所以，整體來(lái)說(shuō)該項(xiàng)技術(shù)具有較強(qiáng)的學(xué)科交叉性，在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)均具有良好的發(fā)展前景，而本文將著重以高分子材料改性為背景介紹該項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用。
一、納米技術(shù)的特征
納米材料是科技發(fā)展進(jìn)步的產(chǎn)物，該材料在科研領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價(jià)值。就現(xiàn)階段的研究成果來(lái)看，人們對(duì)于納米粒子的定義是，顆粒半徑在0.5~5毫米納米范圍內(nèi)、位于原子簇和宏觀物體之間同時(shí)具有較強(qiáng)的表面和界面效應(yīng)的粒子，該粒子無(wú)法被人眼所辨別，在當(dāng)前階段的航天航空、陶瓷制造以及部分生物領(lǐng)域具有較為廣泛的應(yīng)用。納米材料的物理特征和化學(xué)特征都相對(duì)比較鮮明，而伴隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度的逐漸加快，納米技術(shù)的升級(jí)和優(yōu)化也整體呈現(xiàn)出良好的前景。所以，納米技術(shù)的理化性質(zhì)也具有較強(qiáng)的優(yōu)化空間，其在于高分子材料改性中的應(yīng)用已經(jīng)成為材料技術(shù)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)，值得廣大研究人員高度關(guān)注。具體來(lái)說(shuō)，納米粒子具有如下性質(zhì)：
（一）表面與界面效應(yīng)
納米微粒具有較大的比表面積，表面原子質(zhì)量比較大，表面能高。正因?yàn)槿绱耍{米微粒的表面原子化學(xué)活性基本都處于較高水平，使得納米原子能夠在高分子材料改性過(guò)程中呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的表面效應(yīng)。所以，當(dāng)納米材料和部分高分子發(fā)生鍵合作用情況下，分子的鍵和力會(huì)大幅度增加，從而強(qiáng)化高分子復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性，提升其綜合性能。
（二）小尺寸效應(yīng)
小尺寸效應(yīng)同樣是納米微粒的典型特性。正常情況下，當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸和傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，周期性的晶體邊界條件可能無(wú)法持續(xù)存在，包括化學(xué)活性、光吸收、磁性等在內(nèi)的一系列理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。事實(shí)上，以納米材料的熔點(diǎn)為例，就現(xiàn)階段納米材料的研究數(shù)據(jù)來(lái)看，納米材料的熔點(diǎn)一般不會(huì)超過(guò)原材料的50%。所以，應(yīng)用具有小尺寸效應(yīng)和高流動(dòng)性的納米材料對(duì)高分子材料的性能進(jìn)行改良，可以相對(duì)比較有效的降低其摩擦系數(shù)、提升其延展性，并在一定程度上改善材料的表面光潔度。
（三）量子尺寸效應(yīng)
在納米材料的尺寸低到一定限值情況下，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)會(huì)發(fā)生改變，成為離散能級(jí)。相應(yīng)作用條件下，納米材料會(huì)生成特異性催化和光催化性質(zhì)等，便于對(duì)高分子材料改性。
二、高分子材料感性中納米技術(shù)的應(yīng)用原理
自納米技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，我們經(jīng)常可以聽(tīng)到各個(gè)領(lǐng)域傳出納米技術(shù)被應(yīng)用和升級(jí)的消息，這間接體現(xiàn)了科研領(lǐng)域?qū)τ诩{米技術(shù)的認(rèn)可度。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的逐漸發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)對(duì)高分子材料數(shù)量的需求與日俱增。所以，相關(guān)企業(yè)部門(mén)應(yīng)該立足市場(chǎng)供需要求，不斷通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用來(lái)提升高分子材料的性能和供應(yīng)數(shù)量，從而為我國(guó)的工業(yè)化建設(shè)注入新鮮血液，推動(dòng)我國(guó)科技實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。在這種大背景下，納米技術(shù)也就收獲社會(huì)各界的大量關(guān)注，其在高分子材料改性中的應(yīng)用已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。
研究發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)用納米技術(shù)對(duì)高分子材料進(jìn)行改性的過(guò)程中，其主要影響因素是納米粒子的表面和體積和宏觀粒子隧道效應(yīng)，所以不同材料類型的納米粒子能夠?qū)Ω叻肿硬牧袭a(chǎn)生不同的影響。具體來(lái)說(shuō)，在相應(yīng)的操作過(guò)程中，受到納米粒子理化性質(zhì)的影響，高分子材料鏈中的作用力會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換。而隨著納米材料和高分子材料理化反應(yīng)的進(jìn)一步加劇，前者表面會(huì)有大量的原子聚集，從而促使隧道效應(yīng)發(fā)生。那么在這種情況下，為了促進(jìn)納米粒子化學(xué)鍵的建立，粒子表面會(huì)逐漸呈現(xiàn)活性位置，最終在化學(xué)鍵的作用下優(yōu)化高分子材料的整體性能。但是，使用納米技術(shù)對(duì)高分子材料進(jìn)行改性絕非一件易事，其需要注重諸多的技術(shù)細(xì)節(jié)，所以要求相關(guān)研究人員必須在操作過(guò)程中對(duì)納米粒子的直徑進(jìn)行嚴(yán)格把控，在大量的實(shí)踐研究中探究納米粒子直徑對(duì)于產(chǎn)品性質(zhì)改善的具體影響，從而獲得更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。最后，現(xiàn)有研究同樣證明了納米技術(shù)對(duì)于高分子材料性能和升緩的影響，所以在后續(xù)研究中同樣需要對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)深入探討。
三、納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用方向
（一）塑料改性
納米技術(shù)在塑料改性中的應(yīng)用十分廣泛，不僅可以在一定程度上增加塑料的已有性能，同時(shí)還有可能賦予塑料材質(zhì)全新的性能。具體來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用納米技術(shù)對(duì)塑料材料進(jìn)行改性的過(guò)程中，首先塑料的致密感肯定會(huì)得到提升。其次，制造薄膜塑料時(shí)使用納米技術(shù)可以提升塑料的透明度、韌性以及強(qiáng)度，甚至在一定程度上使塑料的抗老化能力得到提高。以納米二氧化硅和二氧化鈦為例，兩種材料混合之后可以幫助塑料吸收大量紫外線，賦予塑料抗氧化性能。最后，納米技術(shù)在塑料改性中的應(yīng)用還為塑料的功能化創(chuàng)新提供了新出路，結(jié)合現(xiàn)階段的研究進(jìn)展來(lái)說(shuō)，除卻上述性能的改良之外，部分納米粒子可以提升塑料的抗菌效應(yīng)，部分納米粒子可以提升塑料的抗靜電能力，甚至塑料改性還具有極為廣闊的空間等待科研人員去探索。
（二）橡膠改性
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的工業(yè)發(fā)展建設(shè)情況來(lái)說(shuō)，橡膠是高分子材料的重要構(gòu)成，其在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用極其廣泛。而橡膠性質(zhì)的改良在很大程度上也依靠納米技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，在橡膠材料中增加碳黑納米粒子，材料的強(qiáng)度和耐磨性將得到顯著提升。但是，在這一過(guò)程中，要高度注重對(duì)一些細(xì)節(jié)問(wèn)題的控制，比如說(shuō)技術(shù)研究人員要嚴(yán)格把控納米碳黑粒子的尺寸，否則可能會(huì)導(dǎo)致納米碳黑離子的尺寸和橡膠耐磨性不成關(guān)聯(lián)。也就是說(shuō)，在正確利用納米離子對(duì)橡膠進(jìn)行改性的情況下，納米粒子的尺寸越小，則最終橡膠耐磨性的改良效果越好。除此以外，納米技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于橡膠材料色澤的提升也具有積極意義，可以有效的將黑色的橡膠改成其他顏色。最后，橡膠在與納米氧化硅的反應(yīng)中會(huì)形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其韌性和彈性就會(huì)有所提升，甚至?xí)@得良好的抗老化能力并屏蔽部分紫外光。
（三）化學(xué)纖維改性
運(yùn)用納米技術(shù)對(duì)化學(xué)纖維的性質(zhì)進(jìn)行改良，可以綜合改善化學(xué)纖維的各項(xiàng)性能。比如說(shuō)，通過(guò)在化學(xué)纖維中增加二氧化碳可以提升其抗紫外線能力，生活中的遮陽(yáng)傘就利用該項(xiàng)技術(shù)。再比如說(shuō)，在化學(xué)纖維中添加納米二氧化鋅和氧化硅可以達(dá)到除臭和凈化的效果；增加納米氧化鋅可以提升其抗紫外線和抵御細(xì)菌的能力等等。整體來(lái)說(shuō)，化學(xué)纖維改性關(guān)系到我們的實(shí)際生產(chǎn)生活，由此可見(jiàn)，納米技術(shù)的化學(xué)纖維改性具有較為廣闊的發(fā)展空間。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，納米技術(shù)在塑料、橡膠以及化學(xué)纖維改性中都展現(xiàn)出了良好的價(jià)值優(yōu)勢(shì)，具有較大的研究開(kāi)發(fā)空間。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)該就納米技術(shù)在高分子材料改性工作中的運(yùn)用問(wèn)題再接再厲，推進(jìn)高分子材料的改進(jìn)和升級(jí)。
參考文獻(xiàn)：
[1]李澤涵.納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].云南化工,2020,47(06):17-18.
[2]孟慶輝.高分子材料改性中納米技術(shù)應(yīng)用探析[J].中國(guó)設(shè)備工程,2020(06):175-176.
[3]謝嬋,唐陳云.納米技術(shù)在高分子材料改性中的運(yùn)用初探[J].低碳世界,2019,9(12):327-328.
[4]曲蕓萱.納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材,2019(04):14-15.
[5]康瑜.納米技術(shù)在高分子材料改性中的應(yīng)用[J].生物化工,2018,4(05):120-123.