納米復(fù)合材料發(fā)展概況2008年（連載二）
2 碳納米管
碳納米管被認(rèn)為是納米技術(shù)的最好實例之一。碳納米管添加到塑料里不僅可以提高塑料的抗壓力，則還可以提高材料的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，但是由于納米管價格昂貴(最近報價大約為$100/g)，而限制了它在商業(yè)上的應(yīng)用發(fā)展。1990年代開始，美國出產(chǎn)的每輛汽車上基本都使用了碳納米管，最典型的例子就是在制造燃料系統(tǒng)的材料尼龍里將他添加，來提高材料的抗靜電性能。通過添加納米管提高材料的抗靜電性能也被用在計算機的讀/寫保護頭的制備上。
碳納米管有單壁和多壁兩種結(jié)構(gòu)，前者的外徑一般為1到2nm，而后者則在8到12nm之間，它的典型長度一般為10微米，最長可達(dá)100微米，長徑比至少可達(dá)1000：1。碳納米管的拉伸強度是普通不銹鋼管的50倍，熱導(dǎo)系數(shù)為銅的5倍。當(dāng)把它加入到聚合物材料的母體中，只要一點點，就可以得到比傳統(tǒng)填料如碳黑或金屬粉末更好的材料電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。
美國國內(nèi)碳納米管的生產(chǎn)商有Hyperion Catalysis公司(產(chǎn)品是多壁碳納米管)和Zyvex公司(產(chǎn)品有單壁和多壁碳納米管)。這兩家廠商提供的母料中都含有15%-20%的碳納米管。
這種微小的管子可以用來生產(chǎn)非常強的，和增強混凝土一樣構(gòu)造的塑料——可以開發(fā)這一優(yōu)勢應(yīng)用于運動器材，由來自拜耳材料科技的Bay-tubes(碳納米管，CNT)做成的冰球棍能承受超過一百萬次以上的“打擊”；可以生產(chǎn)出更輕、更長，因而效率更高的風(fēng)輪機葉片；可使滑雪杖重量比傳統(tǒng)的輕6%，但硬度卻比傳統(tǒng)的高出30%。
據(jù)報道Pyrograf Ⅲ納米光纖在提高材料的熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率，改善材料的熱力學(xué)性能和阻燃性能方面可以與碳納米管相媲美。更重要的是，納米光纖要比納米管便宜大約100-150美元/磅。以上這些是在尼龍、PP和聚亞甲胺樹脂等材料中添加后進(jìn)行實驗評估得出的結(jié)論。
在上個世紀(jì)90年代初，就有將尼龍12與碳納米管的復(fù)合物做成內(nèi)部防護層的實例，應(yīng)用在汽車燃油管組件快速連接器和過濾器中。
含氟聚合物/納米管復(fù)合材料可以用來制造車用燃油連接器的O形圈。
在電子工業(yè)上，聚碳酸酯和聚醚酰亞胺(GE的Ultem)材質(zhì)的計算機硬件，經(jīng)由納米管增強，可以有更好的傳導(dǎo)性，表面更加光滑。
歐洲一家非常大的汽車制造公司添加碳納米管到GE塑料公司出品的Noryl GTX尼龍/PPO合金中，鑄模成型外部擋泥板。這種導(dǎo)電納米復(fù)合物材料可以用靜電法上漆。
位于蘭辛市東部的密歇根大學(xué)(MSU)復(fù)合物材料與結(jié)構(gòu)中心新近開發(fā)出了一種表面處理過的石墨納米板。石墨的模量是粘土的好幾倍，并且具有更佳的電學(xué)和熱學(xué)方面的性能，它與一個環(huán)氧樹脂基接合以后，與一般碳光纖和納米碳黑相比，會有更佳的力學(xué)性能以及更高的電導(dǎo)率。預(yù)測這種塑料納米石墨復(fù)合物將賣到$5/磅，比納米管材料要便宜得多。
碳納米管能改變的遠(yuǎn)不只是傳導(dǎo)率。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)研究發(fā)現(xiàn)，碳納米管添加到PP里面，不只改善材料的強度及性能，而且可以改變?nèi)廴诰酆衔锏牧鲃訝顩r，切實消除�？谂蛎�。
