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摘要:纳米技术的快速发展,为化工生产领域的发展提供了更多的发展机遇,纳米材料的发展问题也开始受到越来越多人的高度关注。随着纳米材料在更多领域内的飞速发展,其的价值也开始被更多的人所关注。在本次研究中,主要是研究纳米材料在化工生产领域中的应用。首先是对纳米材料的特性进行分析,然后指出纳米材料在化工生产领域中的应用情况,最后结合纳米材料在防腐涂料中的应用情况具体分析纳米材料的具体应用方法。
关键词:纳米材料;化工;防腐
1 纳米材料的制备方法
1.1 真空冷凝法
首先需要采用真空蒸发等制作方法,使原材料的形态变化成为离子形态,然后再通过骤冷方式,将原材料转变成为纳米材料。该制作方法中产生的纳米材料,纯度较高,而且颗粒大小的控制更强,但是,对于制作设备的要求较高。
1.2 深度塑性变形法
主要是采取准静态压力的方式材料变为纳米材料,该制作方法可以使原材料的形态发生变化,然后改变材料的直径大小,最终变为纳米材料。这个制作方法的特点在于材料纯度高,颗粒大小可以进行控制,但是,对于设备能力要求较高。
1.3 水热合成法
主要是在高温高压的条件下,对材料进行处理,然后再将处理之后的材料放置在水溶液当中,最终可以得到纳米材料。通过这种制作方法所生产出的纳米材料具有高纯度、高分散性的特点。
1.4 溶胶一凝胶法
该制作方法首先需要将金属化合物进行凝胶固化,再对其进行低湿热处理,最后就可以得到纳米材料。这种制作方法的特点在于制作环境可以控制,最终获得的产物分布较为均匀。
1.5 微乳液法
在一般情况下,通过采用表明活性剂的方式,可以将两种不相容的液体融为一体,同时还可以形成较为稳定的、各向同性、外观透明的分散体系,也就是微乳液。因此这种制作方法也成为微乳液法。
一般来讲,微乳液法主要采用W/O生产体系,在这个生产体系中具有四种活性剂,如有机溶剂等。一般来讲,有机溶剂主要的构成材料主要是直链烃或者环烷烃。为了能够控制纳米材料的活性,一般会采取十二烷基硫酸钠作为阴离子活性剂;十六烷基三甲基澳化铰会作为阳离子活性剂。助理活性剂则选择脂肪酸等。在具体的操作过程中,我们就可以将水核看作出反应器,而反应速度则会受到活性剂浓度等因素的影响。会对水核的大小产生影响。
2 纳米材料在工业生产领域中的应用
2.1 纳米材料在化工的涂层方面的应用
纳米材料的表面特性和结构特性都是其他材料不具备的,因此,它也就有区别于其他材料的优良性能,而且具有非常高的应用价值。由于纳米材料本身的优异性能,在化工涂层方面具有很强的辅助作用,所产生的效果也很强,与传统涂层技术相比,能够产生更强的效果。在化工涂层方面积极的应用纳米材料,不但可以使涂层的保护性能得到提升,还可以降低红外线所造成的不利影响,大气对于涂层的腐蚀也会降低,这就可以解决涂层颜色消失的问题。另外,其在抗菌、清洗等方面都有作用。在标签方面,纳米材料系统的应用也非常广泛,因此,在建筑材料中加入可以吸收太阳能的纳米材料,可以使产品的传热力降低,以此来提高材料的隔热性能。目前,日本的一家公司已经开始使用该技术。在汽车喷漆方面也可以利用该技术,能够提高涂层外观的整洁度。在建筑材料中也可以加入一些纳米材料,提高建筑材料防噪音效果,提高建筑材料的寿命等。目前纳米材料在化工涂层中具有很强的应用价值。
2.2 纳米材料在热塑料材料上的应用
热塑料材料一般是指在一定范围的温度环境里边,可以通过加热实现软化、降温则会硬化的塑料材料。在很多领域中,热塑料材料都有着积极的应用,而且,在具体的生产过程中,还可以在热塑料材料中加入无机颗粒,这样有助于生产成本的降低。与此同时,还可以采用颗粒超维系技术,使效果得到显著提高,这还可以使塑料的性能得到提升。在传统塑料的生产体系中,如果想要提高塑料的韧性,那么就需要在生产过程中,加入橡胶。虽然说通过这种方式也可以使塑料的韧性得到提升,但是,却会影响到塑料产品的强度。如果在生产过程中,加入纳米材料,如无极刚性粒子,不但可以使塑料的性能得到提升,还可以使塑料的强度、可塑性得到增强。
2.3 纳米技术在防护材料中的应用
通常来讲,为提高防护材料的防水性能,一般都会添加复合炭黑等材料,但是这会导致材料的防腐蚀性能、耐候性降低,因此,在工程领域,对于高强度、耐腐蚀等材料的研究一直都是人们领域。通过纳米材料可以开发出纳米防水材料,无论是在耐热性、韧性等方面,还是强度等方面都有着积极作用。纳米卷材防水材料的应用价值很强,例如可以在防水大坝、卫生间等都可以进行应用。由于这部分区域对于密封具有较高要求,如果超出范围,就需要加入一些胶黏剂或者密封剂等。在国外,对于胶黏剂、密封剂的生产,一般都会加入一些二氧化硅,这是因为其具有永久性特点。作用机理是在二氧化硅的表面添加一层有机材料,这样很快就可以在表面形成交流网结构,这样就可以使其的黏连效果得到增强。由于颗粒尺寸较小,会使得胶封效果得到增强。在建筑工地中使用的大型机械所产生的噪音一般都在100分贝以上,如果采用纳米材料来制作润滑油,那么不但可以增强其的润滑性能,同时还可以降低噪音的影响,延长设备的使用寿命,在实际中具有很强的应用价值。
2.4 纳米材料在航空领域中的应用
在纳米材料中的陶瓷类材料具有很强的吸收红外线性能。纳米材料可以吸收的波段较为广泛。这种特性使得这种纳米材料被更多的用于雷达设备的生产,因为这样可以吸收雷达波。目前在航天领域中,纳米材料的应用不断增多。一些纳米材料具有导热性强的特点,那么可以选择将这类的纳米材料加入到塑料的生产过程中,以此来降低塑料的导热率;和传统塑料的生产方法相比,加入纳米材料的塑料会使得强度得到显著提高。纳米材料在火箭中也具有较强的应用,例如在推进剂中加入纳米材料,那么可以提升燃料的燃烧率。如固体推进剂中加入纳米铝粉,可以提高推进剂的燃烧率。航天领域的产品对于材料的性能要求很高,但是如果使用纳米材料,可以使航天器材的使用寿命得到延长。火箭中的一些关键零部件,如果采用纳米材料制成,可以使这部分设备器材具有更强的防腐蚀性或者高放热性。所以,制作纳米材料对于我国航天事业的发展具有重要作用。
结束语
纳米材料是一种基础学科,发展至今已经被划分为多个不同的细分学科,如纳米电子学等。随着纳米技术的不断发展与进步,关于纳米材料的应用领域还在不断的增多。目前主要是采用纳米材料,改善材料的物理性能和化学性能,然后以此为基础来生产新的材料和设备。可以预见的是,纳米材料在未来的化工生产领域中还将会得到更进一步的发展与应用。
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