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一、纳米颗粒的基本物理效应和化学性质

纳米科学技术(Nano一ST)是20世纪80年代末期诞生并正在崛起的新科技，其基本涵义是在纳米尺寸(10-9—10-7m)范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创制新的物质。纳米材料和技术是纳米科技领域最富有活力、内容极为丰富的学科。

纳米材料的基本单元可分为3类:零维、一维和二维。纳米颗粒属于零维纳米材料，通常指颗粒尺寸为纳米量级的超细微粒，其尺度大于原子团簇，小于通常的微粉，一般在1一l0nm之间。纳米颗粒具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应等，因而呈现出许多特有的性质。在物理、化工、医药及新材料等方面有广阔的应用前景。

当颗粒尺寸进入到纳米级时，颗粒尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小，晶体的周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小，导致小尺寸效应。由于纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子所占比例增大，原子配位不足，使这些表面原子具有高的活性，很容易与其他原子结合，从而引起纳米粒子表面原子输运和构型的变化，带来许多新的物理化学现象。比如，纳米粒子的吸附性比相同材质的大块材料更强。另外，纳米粒子的表面活性使得他们很容易团聚在一起，从而形成带有若干弱连接界面的尺寸较大的团聚体。这些基本的物理、化学性质在纳米颗粒改性胶粘剂的研究和试验中起着至关重要的作用。

二、纳米颗粒在胶粘剂改性中的应用

1、在聚氨酯胶粘剂中的应用

聚氨酯胶粘剂有很多优点，在胶粘剂中引入纳米粒子可进一步提高其剥离强度和剪切强度，耐热性也得到显著改善。

纳米碳酸钙可用于聚氨酯胶粘剂的复合改性。上海新风化工研究所以端NCO基聚氨酯预聚体为甲组分，固化剂E一0为乙组分，制备了三元乙丙(EPDM)橡胶基双组分防水材料专用胶粘剂，其中加人纳米CaCO3粉，使胶粘剂的老化性能、拉伸强度、剪切强度等性能均得到了不同程度的提高。清华大学曾研究了纳米CaC03粉对硅酮改性聚氨酯密封胶的力学性能和流变性能的影响，结果表明，纳米CaC03粉较重质CaC03制得密封胶的弹性和触变性都要好。

纳米SiO2:粉能有效改善水性聚氨酯的性质，主要有物理改性和化学改性。物理改性简单易行，成本低。孙多先[3]等制备了SiO2水性聚氨酯(wpU)无机一有机纳米复合乳液。SiO2粒径约60nm，分散于WPu胶束内部，胶束良好的包覆作用抑制了纳米粒子的团聚，从而可使复合材料中的纳米粒子保持良好的稳定性和较小的颗粒。分析表明，该水性胶既保持了原有水性聚氨酯良好的粘合性、成膜性和无污染性，又大大提高了其粘接性能，使这种材料在粘合剂、汽车底漆、金属涂料等领域有着广泛的应用前景。

纳米级金刚石粉是用爆炸技术合成的新材料，不但具有纳米材料的特性，还有高强度、低摩擦因数及耐磨性好等特点。北京天工表面材料技术有限公司[4]制备了纳米金刚石聚氨酯胶粘剂，当纳米金刚石加入量为8%时，耐磨性可增加1.24倍，拉伸强度提高27.5%。若加人量过大，耐磨性和拉伸强度反而下降。

等采用纳米微粒直接分散法合成了纳米二氧化饰(CeO2)/离子聚氨酯水分散液，纳米CeO2粒子呈单分散状态均匀分散在聚氨酷中，平均粒径35 nm。结果表明，随着纳米CeO2含量的增加，水分散液的勃度降低，从而提高了该材料的应用性能。