聚合物系统中纳米填料颗粒的表征综述 W R Broughton 工业和创新部门 摘要 本报告严格审查了用于确定聚合物系统中纳米填料颗粒的形状、尺寸和尺寸分布的测量技术。特别强调了这些技术能够提供可靠的定量数据,用于评估生产和服务检验目的的组件分散度,以及用于预测纳米颗粒增强聚合物的材料特性。本报告涵盖了分析技术,例如扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM) 和扫描隧道显微镜 (STM)、X 射线衍射 (XRD) 和 X 射线断层扫描、核磁共振 (NMR)、原子力显微镜 (AFM) 和用于实验室研究的纳米压痕。它还考虑了可能适用于生产或服务检查的电气和电磁(电介质、电阻抗断层扫描 (EIT) 和涡流)、光学、流变、热和超声波技术。测量技术根据生成的数据、适用性、易用性、灵敏度和空间分辨率以及数据一致性进行评估。该报告概述了用于表征分散纳米颗粒聚合物材料的热性能和机械性能的预测分析技术。建模方法考虑了基于连续体的建模,包括用于预测传统复合材料热机械性能的微机械模型(Halpin-Tsai 和 Mori Tanaka)、用于表征纳米复合材料行为的分子建模和计算方法。讨论了这些模型对纳米填充聚合物系统的适用性、提供的数据以及适应聚类效应(即分散不均匀性)的能力,这种效应是由电、热和化学效应引起的后处理迁移造成的。
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