纳米材料在抗静电材料中的应用

纳米气凝胶

　　对气凝胶在H2 SO4 电解液中的电化学行为进行了研究,表明气凝胶在H2 SO4 电解液中电化学性能稳定,得到的单电极电容值比实测的双电层电容器的电容值要大,完善双电层电容器的制备工艺使得电解液供应充分,有望进一步提高双电层电容器的电容值,理论计算得出的双电层电容器的电容值要大于实测电容值,优化电极制备条件使得CRF气凝胶电极的比表面积没有被全部利用.

纳米吸波导电材料
　　纳米微粒尺寸小,比表面积大,具有很高的表面能,因而对其化学性质有很大影响. 由于表面原子数增加,微粒内原子数减少,使能带电的电子能级发生分裂,导致新的吸波信道,因此,在微波吸收方面显示出很好的发展前景. 吸波材料从吸波机理角度来讲,可分为导电型和导磁型两类.目前已研制出了各种纳米级的吸波材料,但兼具导电、导磁性能,并与织物相结合,用于个人防护的纳米级吸波材料几乎仍是空白. 这正是当前迫切需要解决的一大难题. 如果我们能以导电纤维织成衣物,并在其表面涂布一层纳米级的导磁型的吸波材料,将会进一步提高织物吸收微波的能力,对人体起到更为有效的防护作用.

碳纳米管及纳米导电纤维材料
　　导电纳米碳管纳米碳管作为纺织材料,正在引起人们越来越广泛的兴趣. 纳米碳管是由单层或多层石墨片卷曲而成的无缝微型管状物,外径为20～30 nm,内径为1～3 nm,长度在1μm左右,长径比在100～1 000之间.

　　纳米碳管具有许多优良的物理性能,可用于制作多种纺织新材料. 它是非常优良的导电体,经测定其导电性优于铜,作为功能添加剂,它被稳定地分散于化纤纺丝液中,在不同的摩尔浓度下可以制成良好导电性能的纤维. 其强度极高,弹性模量也高,甚至可以弯曲后再弹回,可以制作高强和高弹纤维的添加剂;具有优良的耐磨、抗疲劳、耐腐蚀、耐高热性能,用纳米碳管作增强纤维的铜基复合材料轴承,耐磨性远高于铜轴承.

导电纳米纤维
　　纳米材料主要用于化纤开发,如抗紫外线、抗菌、抗红外线、抗静电、导电、耐日晒、抗老化等功能性化纤的开发,逐渐作为纺织助剂而得到应用.较早使用的消光剂,是为了消除化纤的强烈光泽,而选用具有和纤维不同光折射率能减少其反射能力的白色颜料,如钛白粉(二氧化钛) ,锌白(氧化锌)和硫酸钡等,理想的粒径为0. 5～ lμm. 现在用得更广泛的有ZnO, AlO, SiO2 等,粒径为30～200 nm的纳米材料效果更好. 可用作抗紫外线化纤织物,抗菌、抑菌、除臭型化纤织物,反射红外线和抗红外线化纤,导电型化纤抗静电化纤等. 陈荣圻探讨了纳米材料在抗紫外线、抗菌防臭、反射和抗红外线、抗静电及电磁波屏蔽等具有保健功能的纺织品上的应用导电纤维具有广泛的使用价值,用于现代工业应用领域内,如电子、医药、食品、计算机、精密仪器、石油加工等. 多种导电纤维中添加不同的超微细导电剂,性能较好的有炭黑及Sn2O2 , ZnO,TiO2 等几种黑、白导电材料.

纳米超导材料
　　ZrO2 是目前工业上最重要的陶瓷材料之一,由于它的高氧离子传导和高折射率,在催化剂、氧传感器、燃料电池和珠宝等领域有广泛应用. 常压下, ZrO2 有3 种晶态存在形式, 即: 单斜相(monoclinic ) ; 四方相( tetragona1 ) ; 立方相( cubic). 纯ZrO2 在常温常压下稳定存在的形式是单斜相;升温到1 343 K转化成四方相;升温到2 643 K转化为立方相.立方相的ZrO2 在高温光学、电子技术等方面有极重要的应用. 为了得到能在低温存在的立方相ZrO2 ,一般加入有极性的金属氧化物,如Y2O3 ,MgO, CaO等作稳定剂. 另外一种方法是将粒径尺寸减小到一定程度,常温下也可得到只在高温下才稳定存在的ZrO2 立方相晶型.

　　用溶胶凝胶方法,结合后焙烧处理,得到系列ZrO2 纳米材料及其与碳膜组成的复合材料 , XRD, Raman, SEM及导电性能测试表明,复合ZrO2 纳米材料有较小的粒径( 85 nm) ,晶型为立方相,有较均匀的二次粒子分布,其中碳以碳膜形式存在. ZrO2 复合材料有好的导电性能,将碳膜在823 K气化后,立方相转化为四方体相,粒径增加,无导电性能.

　　利用纳米粉体制备的各种导电抗静电材料,已在各领域中得到广泛应用,优势明显且发展前景良好