纳米金高分子复合材料检测研究

梁飞飞

摘 要：在当前的生活中，纳米金高分子复合材料作为一种新型材料已经得到较为广泛的应用，但是往往由于纳米金离子同高分子材料进行结合制备时，表现出较多的超微裂纹和闭合裂纹现象，使得材料的整体质量受到影响。基于此，对纳米金高分子复合材料采取科学的检测，对材料的性能进行验证具有较高的研究意义。本文主要采用红外光谱法，做拉伸测试实验检验纳米金高分子复合材料的性能，希望能够对纳米金高分子复合材料检测工作开展提供帮助。

关键词：纳米金 高分子复合材料 检测方法

中图分类号：TB383 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0072-02

从当前实际应用来看，纳米金高分子复合材料在光、电性能上表现出较高的优势，也因此引起人们的广泛关注，关于这方面的研究与应用也逐渐增多。但是纳米金高分子复合材料在进行复合的过程中，却较容易出现质量问题，引起材料内部复合连接出现裂纹，进而影响到材料的性能，因此还需对其展开科学有效的检测。

1 纳米金高分子复合材料概述

随着科学技术的快速发展，人们对纳米技术的研究也在不断加深，许多科学家在实际的研究中发现，将纳米颗粒用作结构单元或功能单元，可以由此组装出一些具有特殊性能的纳米器件。而金纳米颗粒在导电性能、信息存储等方面都表现出较大的优势，这使得许多科学家对其投入较多的关注[1]。高分子材料是当前生活中应用十分广泛的一种材料物质，其主要可以分为天然高分子材料和合成高分子材料两类，较为常见的有橡胶、纤维、塑料等，在性能特点上相较于一些传统材料表现出较高的优势，是当前日常生活中十分重要的功能性材料之一。而为了能够进一步提升其性能，开发新型功能性高分子材料，还需将其与其它材料物质进行结合。纳米金高分子复合材料便是纳米金颗粒和高分子复合材料之间的结合体，二者的复合不仅成功保留纳米金光、电性能优势，而且也让高分子复合材料的整体性能增加，成为一种新时期极具价值和潜力的新型复合材料，就目前对该材料的研究应用情况来看，仍旧处于初级阶段，在这方面的研究还有待进一步深入，以便能够将其价值充分发挥出来[2]。

2 实验检测及分析

2.1 实验材料及设备

（1）实验样品：选择4种不同长度的纳米金高分子复合材料，其长度分別为4μm、6μm、8μm、10μm。

（2）实验药品及溶剂：本次试验研究采用药品为氢氧化钠；采用的实验溶剂为：乙醚，甲醇，吡啶，四氢呋喃，石油醚5种。

（3）实验主要仪器设备：红外光谱仪、热扫描仪、电子万能试验机等，在正式开始实验检测之前，必须对相关试验仪器设备进行校验，避免后期实验过程中产生较大的误差，影响到实验的准确性。

2.2 实验方法

将长度分别为4μm、6μm、8μm、10μm的纳米金高分子复合材料试样放置在试验仪器之上，并将其所处温度控制在70℃，应用红外光谱仪进行扫描。纳米金高分子复合材料试样在此扫描的过程中会呈现出一定的变化，对其进行观察并做好记录。然后对材料分别开展强度检测和超塑性检测[3]。

（1）强度检测。当纳米金高分子复合材料在热加工处理作用下，其强度会出现一定程度的变低，同时如果材料的物质成分发生变化，也会产生强度降低的情况。在对该材料进行强度试验的过程中，应用特殊性工艺对纳米金高分子复合材料展开剪切，从中可以发现纳米金高分子复合材料在外力作用下，随外力增大其变形强度也呈现出不断增大的趋势。

（2）超塑性检测。纳米金高分子复合材料自身结构有较强的内应力存在，在受到外部拉伸应力作用时，其虽表现出较大的伸长率，但是结构之间不易出现断裂，这也使得纳米金高分子复合材料在外部作用力下不易发生塑性变形，也正因为该特性的存在，纳米金高分子复合材料在当前工业环境中得到较为快速的发展，得到较为广泛的应用。在对其进行超塑性检测的过程中，为保证检测的准确性，应当注意对试验样品的尺寸和所处温度的控制，试验样品的长度不宜超过10μm（本次实验选用长度最大为10μm，符合该标准），同时温度下限值设定为0.5Tm，然后在检测过程中将纳米金高分子复合材料本身长度作为实验的参考数值[4]。将实验前准备好的纳米金高分子复合材料样品（长度规格分别为4μm、6μm、8μm、10μm）与1mL吡啶发生反应，并保持一段充足的反应时间，然后向发生反应后的样品上滴入2～3滴5%氢氧化钠甲醇溶液，待样品得到充分的浸泡后对其进行超塑性检测。

3 实验结果

3.1 燃烧法测试

对上述完成浸泡后的试验样品进行加热，其中4μm、6μm、8μm长的纳米金高分子复合材料都表现出阻燃效果较差的现象，尤其是其中的4μm和8μm长的纳米金高分子复合材料在加入过程中均出现直接燃烧；而6μm和10μm长的纳米金高分子复合材料表现出一定强度的阻燃性，且在燃烧过程中均释放出黑烟[5]。结合相关设备对纳米金高分子复合材料的密度进行测定，对各型号的纳米金高分子复合材料含有元素做出判断，其中4μm长的纳米金高分子复合材料可能含有二氧化硅的浓度较高，其中8μm长的纳米金高分子复合材料可能含有较多的碳元素，其中10μm长的纳米金高分子复合材料可能含有卤素。综合分析结果，再对各实验型号进行水解试验，从中可以有效判断出其中存在的裂纹问题。

3.2 水解实验

将8um长的纳米金高分子复合材料进行水解实验，并对完成实验后的溶剂进行pH检测，发现实验前后溶剂pH数值没有出现明显性变化；而对于6μm长的纳米金高分子复合材料进行水解实验前后，pH数值呈现出较大的变化，在实验前溶剂pH值检测为12～13，在实验后溶剂pH值检测为8～9，经分析主要因为纳米金高分子复合材料中高分子链段发生断裂，其形成的酯基与氢氧根离子发生反应，由此使得溶剂碱性降低，pH值出现下降。

4 纳米金高分子复合材料发展趋势

对纳米金高分子复合材料进行检测研究，主要目的还在于更好的了解纳米金高分子复合材料的性能，以此对其应用提供帮助。而从当前对纳米金高分子复合材料的实际研究情况来看，在这方面取得了较大的进展，从纳米金高分子复合材料的合成来看，形式更加的多样化，主要形成了以下几种方式：利用配体分子反应基团展开对纳米金高分子复合材料的合成、利用氢键为驱动力来展开对纳米金高分子复合材料的合成、利用金和硫之间的特殊键合作用力来展开对纳米金高分子复合材料以及将智能高分子材料同纳米金离子进行合成形成纳米金智能高分子复合材料。尤其是最后的纳米金智能高分子复合材料，在性能上表现出较强的优势，也因此使得该种材料可能成为今后研究发展的主要趋势之一。

所谓的智能高分子材料主要指的是在接受外界刺激后（酸、碱、温度、光等），相应的聚合物会做出一定的响应，而且当前智能高分子材料在生活中许多方面都得到应用，如：人工肌肉、化学机械、组织培养等方面，而如果能够将智能高分子材料与纳米金颗粒进行结合，那么其合成的纳米金智能高分子复合材料，将具备可控开关特性，在生物领域、医疗领域的应用也必将更为广泛。因此，纳米金智能高分子复合材料的合成与研究可能成为高分子材料未来发展的主要方向。与此同时，为促进其合成后的稳定可靠，高分子材料能够与纳米金紧密的结合，还需在发展研究中注重检测技术的发展和提升，以便做出更为准确有效的检测。

5 结语

综上所述，从本次实验检测分析的情况来看，纳米金高分子复合材料属于一种具有较大潜力的新型材料，对该材料做更加深入的研究分析，将有助于促进这种材料的有效发展，使之能够在实际应用中获取更为广阔的空间。而从当前合成制作成的纳米金高分子复合材料现状来看，其在性质上不仅保留有纳米金颗粒的光、电性能优势，而且也保留有高分子复合材料的延展性强、超塑性强等特点，使得纳米金高分子复合材料的综合性能得到较大的提升，希望本次研究所做出的实验检测分析，能够对该材料的应用发展提供帮助。

参考文献

[1] 武泽润，孙瑞洲，宗继友，等.石墨烯-碳纳米管/热塑性聚氨酯导电高分子复合材料的气体敏感响应行为研究[J].塑料工业，2018，46（9）：104-107.

[2] 郜艷荣，姚军龙，姚楚，等.非共价键功能化石墨烯/高分子纳米复合材料的制备及性能研究进展[J].化肥设计，2018，56（4）：1-4.

[3] 吕旭光.液晶高分子界面层对P（VDF-TrFE-CTFE）基纳米BaTiO_3复合材料介电储能性能影响研究[D].湘潭大学，2018.

[4] 赵延翔.浅谈碳纳米管/高分子复合材料的制备及应用研究进展[J].科技经济导刊，2018，26（3）：40.

[5] 周智伟，严勤华，刘长洪.基于超顺排碳纳米管/高分子复合材料的手臂状电热型致动器（英文）[J].炭素技术，2017，36（6）：59.