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纳米氧化锌的应用综述
发布时间:2018-05-16 12:46 发布人:氧化锌 点击:
 
    纳米氧化锌是由极细晶粒组成,特征维度尺寸在纳米数量级(1’100nm)的无机粉体材料,其研究兴起于20世纪90年代。近年来,纳米材料因其独特的物理化学作用而被广为重视,并逐步应用于各个领域。纳米氧化锌粒子作为联系宏观物体及微观粒子的桥梁,在化学、物理学、光、电、磁、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途[1、2]。1纳米氧化锌的主要性质[2]1.1表面效应伴随着粒径的减小,表面原子数的迅速增加,纳米粒子的表面积、表面能都迅速增大。表面原子周围缺少相邻的原子,有许多悬空键,具有不饱和性质,易与其它原子相结合而稳定下来,故具有很大的化学活性[3]。
    伴随表面能的增加,其颗粒的表面原子数增多,表面原子数与颗粒的总原子数的比值增大,于是便产生了“表面效应”,即“表面能”与“体积能”的区分就失去了意义[4],使其表面与内部的晶格振动产生了显著变化,导致纳米材料具有许多奇特的性能。1.2体积效应纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化剂及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化,这就是纳米粒子的体积效应,这种体积效应为实际应用开拓了广阔的新领域[6、7]。2纳米氧化锌的应用2.1纳米氧化锌在橡胶轮胎中的应用[8]橡胶工业是氧化锌的最大用户[9]。
    作为普通氧化锌的代换材料,纳米氧化锌在橡胶工业中的应用已越来越受到重视。纳米氧化锌与普通氧化锌对橡胶性能的影响2.1.1纳米氧化锌对橡胶性能的影响纳米氧化锌的核心指标是比表面积。胶料的物理性能与氧化锌的比表面积存在着相关关系。根据于泳等人[11]所做的纳米氧化锌比表面积对胶料性能的影响实验可以看出,一般纳米氧化锌在比表面积达到80m2·g-1以上时,可表现出优良的普通氧化锌所不具备的综合性能。提高胶料的交联密度。由于纳米材料的小尺寸效应使胶料变形降低,比表面积为80m2·g-1的纳米氧化锌胎面胶料的压缩疲劳温升是36(,普通胶料的压缩疲劳温升是48(,降低生热25%。纳米氧化锌胶料的拉伸强度及扯断伸长率在热空气老化后的保持率明显优于普通胶料,这与纳米氧化锌的小尺寸效应增大了交联网络密度、与高分子材料实现了分子水平的结合有关。