前言

纳米复合材料的界面区域非常大，聚合物与纳米粒子的相互作用为改变聚合物的迁移率和弛豫动力学提供了重要的机会。

例如，嵌在近晶粘土层之间的聚苯乙烯链，在局部比在整体聚合物中具有更多的流动性。

这种更大的迁移率可能是由于发生在层之间的排序，这创造了低密度和高密度区域，从而为低密度区域的迁移率提供了机会。

然而，如果聚合物附着在粘土上，弛豫光谱会扩大到包括较慢的弛豫时间，这表明粘土可以局部降低迁移率。

例如，具有插入聚合物链的粘土纳米复合材料可以消除玻璃化转变温度。

这表明，当聚合物被限制层之间时，协同链运动的能力有限，如果粘土被剥离，因此聚合物不局限在层之间，Tg不会发生显著变化。

在没有限制的帮助下，如果聚合物与纳米材料紧密结合，Tg可以增加，用粘土填充的尼龙、PMMA和PS以及聚酰亚胺复合材料均增加。

这种行为并不仅限于粘土，剥离石墨/聚苯乙烯复合材料的Tg增加了近308，氮掺杂碳纳米管/环氧复合材料的Tg增加了208。

纳米级等轴粒子填充复合材料的Tg也发生了变化。

此外，改变粒子表面并使其与基体兼容，消除了Tg凹陷，链动力学的影响远远大于玻璃化转变温度。

最近的研究试图了解填料/聚合物相互作用的作用，以开始了解纳米填料在控制阻尼、熔体流变学和其他动态过程中的作用。

当填料尺寸减小到与磨料颗粒相似的尺寸时，填料颗粒被去除，耐磨性受到损害。

然而，这在纳米尺度上并没有发生，例如，在PMMA中加入纳米级的碳酸钙后，仅在3 wt时由于磨损而导致的材料损失显著减少（2倍）。

此外，纳米颗粒可以同时提高耐磨性，降低摩擦系数。

随着更大规模的填料，耐磨性的增加伴随着摩擦系数的增加，这已经观察到硅/尼龙以及填充二氧化锆、碳化硅、二氧化硅和氮化硅的聚醚醚酮基质复合材料，以及聚酰亚胺中的片状硅酸盐。

干滑对钢的摩擦系数随填料重量百分比的增加而单调减小。

剥离粘土/PET、尼龙和聚己内酯复合材料的渗透性也显著降低。

缩减与wt呈线性关系，对于聚己内酯的填充物为%，而对于聚酰亚胺，渗透率随wt的增加而降低。填料的%是非线性的。

虽然这是在非常高的负载下实现的，但该材料是可熔体加工的，复合材料对水的吸收是很重要的。

例如，尼龙的限制之一是伴随水吸收的机械性能的降低，加入剥脱的蒙脱石，使30 min后的抗水渗透率从2%增加到1%。

还原的机理是由于尼龙的约束区域，如果考虑到约束区域，扩散系数遵循混合物的规则。

下图显示了尼龙中水的扩散系数随粘土含量的变化。

这就导致了影响CTE的第二种机制-界这可能是由于非线性效应是由于聚合物体积的增加，其行为类似于薄膜，其CTE低于体积基体。

在与衬底相互作用的薄膜中，CTE随着10 nm薄膜厚度降低于10 nm 而减小，这支持了这种可能性。

在液体存在下膨胀的纳米填充橡胶也可以观察到非线性的尺寸变化，这是一个众所周知的现象，这也是由于粒子周围的界面区域。

最近的一篇论文描述了在牙科工作中使用的PMMA类型中添加了OMMT，将PMMA加入到MMA单体中，得到的混合物在紫外线下聚合。

收缩主要发生在聚合过程中，这导致了内应力，并降低了填充物的寿命，然而，在PMMA/MMA混合物中加入OMMT可以大大降低收缩，从而降低形成的应力。

这可能为延长寿命提供了一个极好的方法。

纳米粘土在1965年的蒙脱石/PMMA复合材料中，首次证明了纳米粘土可以提高聚合物的热稳定性。

对于仅为10 wt的复合材料，降解温度（定义为50%的质量损失）增加了约50 8C。

最近，人们发现PDMS的降解温度在10 wt时升高了约140℃。

夹层粘土/PE复合材料增加了50 8C。粘土的分散是提高降解温度的关键，脱层复合材料的降解温度明显高于插层纳米复合材料或传统粘土复合材料。

粘土填充聚合物的耐燃性表明其耐烧蚀性也很好，当材料在烧蚀过程中被加热时，材料的表面发生反应，形成坚硬的炭。

如果炭没有加固，它失效并从表面去除，暴露更多的材料，传统的复合材料需要大量的填充物重量分数(超过30 wt%)，以达到显著的烧蚀阻力。

此外，氧等离子体在尼龙6/层状硅酸盐纳米复合材料上形成钝化层，显著延缓了复合材料表面的进一步侵蚀。

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