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无论是生(sheng)产还(hai)是生(sheng)活，粘(zhan)结(jie)剂(ji)都是一种必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)(de)产品，其(qi)应用(yong)历史(shi)可(ke)追溯至(zhi)数千年前，在史(shi)前时(shi)期人类就已学会将植物树脂当(dang)作(zuo)粘(zhan)结(jie)剂(ji)使用(yong)。到(dao)了近代，粘(zhan)结(jie)剂(ji)的(de)(de)技术有了长(zhang)足(zu)的(de)(de)进步，对粘(zhan)合剂(ji)的(de)(de)实(shi)际需求发(fa)生(sheng)了变(bian)化，其(qi)主要(yao)目标不(bu)再是简单地实(shi)现牢(lao)固的(de)(de)粘(zhan)连，而更专注于在各种恶劣环境下的(de)(de)耐用(yong)性(xing)(xing)以及更强的(de)(de)韧性(xing)(xing)，在某些(xie)特(te)殊(shu)情况(kuang)下，还(hai)需要(yao)粘(zhan)结(jie)剂(ji)在相对较高的(de)(de)温(wen)度(du)下发(fa)挥出足(zu)够的(de)(de)性(xing)(xing)能。

纳米粘(zhan)结剂(ji)就这样应(ying)运而生了(le)，它(ta)与普(pu)通粘(zhan)(zhan)结(jie)剂主要的不同在于引入了(le)纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)技术，是将纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)填料(liao)（纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)管(guan)、纤(xian)维素纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)晶(jing)体、纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)纤(xian)维、纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)氧(yang)化(hua)铝和纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)二氧(yang)化(hua)硅(gui)）有效分散(san)至聚合(he)物(wu)基质，最终制(zhi)成的具备更多功能(neng)性的聚合(he)物(wu)纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)复合(he)材(cai)料(liao)。凭借更出色的性能(neng)，纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)粘(zhan)(zhan)结(jie)剂在工程材(cai)料(liao)领域有非常重要而广(guang)泛(fan)的应(ying)用(yong)(yong)，涉(she)及可穿戴设备、电子器件、医疗(liao)手术等诸(zhu)多领域。到(dao)底这些纳(na)(na)(na)(na)米(mi)(mi)填料(liao)是怎么发挥作用(yong)(yong)的，我(wo)们(men)接着看下去。

纳米填料的作(zuo)用

纳米填料之所以(yi)可(ke)以(yi)让粘结(jie)剂性(xing)能(neng)发生(sheng)(sheng)显(xian)著(zhu)变(bian)化(hua)，主要得益于其足(zu)够大的表面积(ji)，因此能(neng)更(geng)好地与增(zeng)强基体(ti)界(jie)面处的的树(shu)脂(zhi)产生(sheng)(sheng)化(hua)学物(wu)理反应，只需要少(shao)量就(jiu)可(ke)以(yi)为粘结(jie)剂提供更(geng)好的热、电或热机械性(xing)能(neng)。同时纳米填料还可(ke)以(yi)降低粘结(jie)剂的吸水性(xing)，增(zeng)强粘结(jie)剂的抗老化(hua)性(xing)能(neng)，使(shi)粘结(jie)剂具有更(geng)高的环境耐久(jiu)性(xing)。具体(ti)的影响机制如下(xia)：

①机械性能(neng)。结(jie)构(gou)粘合(he)剂的许多新应(ying)用（如飞航空航天）需要(yao)在高温环境下使用，此(ci)外(wai)还需要(yao)抵抗振动和疲劳载荷导致的失(shi)效，因此(ci)业界开(kai)始将各种填料添加(jia)到(dao)基础粘合(he)剂配方中，期望它可以(yi)增加(jia)其模量(liang)和机械强度。

不(bu)过(guo)，粘结剂(ji)首先要(yao)满足的(de)(de)还是(shi)黏附(fu)能(neng)力，普通填(tian)料(liao)的(de)(de)加入(ru)虽然(ran)能(neng)够增(zeng)强(qiang)机(ji)(ji)械性(xing)能(neng)，但(dan)是(shi)可能(neng)也会(hui)损失部分粘合特性(xing)，不(bu)过(guo)使用(yong)纳(na)(na)米填(tian)料(liao)就不(bu)会(hui)有这个问题(ti)。例(li)如(ru)目前已有许多(duo)研究人员报道在树(shu)脂体(ti)系中加入(ru)纳(na)(na)米填(tian)料(liao)（氧(yang)化铝、二(er)氧(yang)化硅、CNTs等(deng)）是(shi)可以改善环(huan)氧(yang)树(shu)脂的(de)(de)韧性(xing)的(de)(de)。科学家认为，由裂纹(wen)和纳(na)(na)米填(tian)料(liao)相互作用(yong)产生的(de)(de)断裂能(neng)量消耗新机(ji)(ji)制（裂纹(wen)挠度、裂纹(wen)桥接、纤(xian)维拔出(chu)等(deng)）的(de)(de)参(can)与是(shi)纳(na)(na)米增(zeng)强(qiang)材(cai)料(liao)的(de)(de)增(zeng)韧效应的(de)(de)主要(yao)原因(yin)。

②电性能。关于电(dian)性能，最(zui)有趣的应用领域之一是将(jiang)碳纳米管或碳纳米纤维作为填料加入导电(dian)粘合剂(ji)中，它(ta)们能够很大限度(du)地提高导电(dian)粘合剂(ji)的性能。随着CNT或CNF含量的增加，纳米复合材料的导电性增加，表现出明显的渗透行为。许多开发的复合材料的电导率低于铜等材料。渗滤阈值取决于纳米增强材料的类型，CNT的渗滤阈值低于CNF。分散方法对纳米复合材料的导电性也有显著的影响，无论是分散的有效性，还是所应用的分散方法(机械搅拌、超声、压延等)对纳米增强材料完整性的影响。高能分散过程会对纳米填料造成损伤，降低纳米填料的展向比，从而影响纳米填料的渗流行为。

纳米复合(he)材料的电导(dao)率随填料类(lei)型和(he)含量的变化(hua)而变化(hua)

③热(re)性能(neng)和(he)热(re)稳定(ding)性。热稳(wen)定性是聚(ju)合物纳(na)米(mi)复(fu)合材(cai)料在高温下作(zuo)为功能或结构部件的(de)潜在应用的(de)最重要特性之一。一些研究人员已经研究了纳(na)米(mi)复(fu)合材(cai)料的(de)热稳(wen)定性和降解行(xing)为。例如，Sarathi 等人表明，在环氧树脂中添加纳米蒙脱石等填料(liao)可将热变形(xing)温度(du)提高到环氧树(shu)脂中纳米填料(liao)的(de)临界百分(fen)比，超过(guo)5%左右即可达到稳定状态。纳米粘土的加入也改善了热稳定性，减少了在热重分析中测量到的重量损失。随着纳米填料含量的增加，纳米复合材料的分解温度普遍升高，表明纳米增强剂的存在延缓了基体的热分解。

④气体和液体阻隔性能。与纯聚合物相(xiang)比(bi)，使用纳米填料(liao)的(de)粘(zhan)结剂的(de)阻(zu)隔性(xing)能(neng)有了(le)很大(da)(da)的(de)提(ti)高，其(qi)潜在优势之一(yi)是(shi)用作阻(zu)湿剂。但(dan)要让渗透(tou)率下降，前(qian)提(ti)是(shi)加入其(qi)中的(de)填料(liao)分(fen)散性(xing)好(hao)，且(qie)长径(jing)比(bi)大(da)(da)（如纳米粘(zhan)土、碳纳米管、碳纳米管等(deng)）。大(da)(da)多数关于(yu)聚合物纳米复合材料(liao)阻(zu)隔性(xing)能(neng)的(de)研究都是(shi)基于(yu)迂(yu)回路(lu)径(jing)的(de)概念，其(qi)中假定(ding)纳米流体相(xiang)对于(yu)气(qi)体是(shi)不透(tou)水的(de)和液(ye)体分(fen)子，这迫使气(qi)体分(fen)子遵循一(yi)个曲折的(de)路(lu)径(jing)，从(cong)而增加扩散的(de)有效路(lu)径(jing)长度。

纳米粘结(jie)剂的(de)一些热门应用

值得(de)一提(ti)的是，目前航空(kong)航天工业用纳米粘结剂(ji)是材(cai)料领域的一(yi)个热点(dian)，它可以为飞(fei)机等带(dai)来(lai)以下好处：1.效率：更轻的材料将减轻飞机重量和延长使用成本；2.性能：高强度材料提供可靠的结构性能；3.安全性：具有抗冲击性的高弹性材料，可承受潜在损坏，同时保护乘客。

另外(wai)，在(zai)生产环境恶劣的(de)石(shi)油和化(hua)工行业中(zhong)，纳米粘结(jie)剂凭借优秀的(de)耐磨(mo)性(xing)、韧(ren)性(xing)、耐腐蚀性(xing)和耐高温性(xing)也使得它在(zai)各种化(hua)学加工应(ying)用中(zhong)常见的(de)试验条(tiao)件下具有(you)高度(du)可靠性(xing)，因(yin)此这一方面也非常值得关注(zhu)噢(o)！

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