尼龙论文

① 关于纳米技术的论文。

浅谈纳米技术及其在机械工业中的应用
摘要：主要介绍了纳米技术的内涵、主要内容及纳米技术在微机械和包装、食品机械工业中的应用，并研
究预测了纳米技术在未来机械工业中的发展前景。
关键词：纳米技术；微机械；机械工业；发展前景
1纳米技术的内涵
纳米是长度单位，原称“毫微米”，就是
10－9（10亿分之一）米。纳米科学与技术，有
时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1~
100纳米范围内材料的性质和应用。纳米
科技与众多学科密切相关，它是一门体现
多学科交叉性质的前沿领域。若以研究对
象或工作性质来区分，纳米科技包括三个
研究领域：纳米材料、纳米器件、纳米尺度
的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技
的基础；纳米器件的研制水平和应用程度
是人类是否进入纳米科技时代的重要标
志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研
究必不可少的手段和理论与实验的重要基
础。纳米科技的最终目的是以原子、分子为
起点，去设计制造具有特殊功能的产品。
2纳米技术的主要内容
（1）纳米材料包括制备和表征。在纳米
尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性
质）和原子的相互作用将受到尺度大小的
影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控
制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至
颜色。而不改变物质的化学成份。
（2）纳米动力学主要是微机械和微电
机，或总称为微型电动机械系统（MEMS），
用于有传动机械的微型传感器和执行器、
光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断
仪器等。MEMS使用的是一种类似于集成
电器设计和制造的新工艺。特点是部件很
小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，
而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作
三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪
等。在研究方面还要相应地检测准原子尺
度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚
未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科
学价值和经济价值。
（3）纳米生物学和纳米药物学，如在云
母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA
的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做
生物分子间相互作用的试验，磷脂和脂肪
酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。
有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞
内放入零件或组件使构成新的材料。新的
药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半
数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微
粒子），则可溶于水。
（4）纳米电子学包括基于量子效应的
纳米电子器件、纳米结构的光／电性质、纳
米电子材料的表征，以及原子操纵和原子
组装等。当前电子技术的趋势要求器件和
系统更小、更快、更冷。“更快”是指响应速
度要快。“更冷”是指单个器件的功耗要小。
但是“更小”并非没有限度。
3纳米技术在机械工业中的应用
3．1纳米技术在微机械领域中的应用
随着纳米技术应用途径的不断拓宽，
微机械的开发在全世界方兴未艾。例如，进
入人体的医疗机械和管道自动检测装置所
需的微型齿轮、电机、传感器和控制电路
等。制造这些具有特定功能的纳米产品，其
技术路线可分为两种：一是通过微加工和
固态技术，不断将产品微型化；二是以原
子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行
设计和组装，从而构筑成具有特定功能的
产品。
3．1．1采用微加工技术制造纳米机械
（1）微细加工。日本发那科公司开发的
能进行车、铣、磨和电火花加工的多功能微
型精密加工车床（FANUCROBO nano Ui
型），可实现5轴控制，数控系统最小设定
单位是1nm（10－3μm）。该机床设有编码器
半闭环控制，还有激光全息式直线移动的
全闭环控制。编码器与电机直联，具有每周
6 400万个脉冲的分辨率，每个脉冲相当于
坐标轴移动0．2 nm，编码器反馈单位为1／
3 nm，故跟踪误差在±1／3 nm以内。直线分
辨率为1 nm，跟踪误差在±3 nm以内。CNC
装置采用FANUC－16i，实现AInano轮廓控
制。并用FANUCSERVOMOTORαi伺服电
机装上高分辨率检测装置及αi系列伺服
放大器，实现了微细加工。
（2）微型机器人。在工业制造领域，微
型机器人可以适应精密微细操作，尤其在
电子元器件的制造方面。美国迈特公司的
研究人员最近设计出一种用于组装纳米制
造系统的微型机器人，这种机器人的长度
约为5mm。研究人员称，假设能利用纳米
制造技术使这种机器人的体积不断缩小，
其最终的体积不会超过灰尘的微粒。日本
三菱公司也开发了一种微型工业机器人，
该机器人采用了5节闭式连杆机构，以实
现手臂的轻量化与高刚性，其动作速度及
精度完全可以赶上专用机器人。往复上下
方向25 mm，水平方向100 mm的拾取动
作，所需时间缩短到0．28 s。另外，通过采
用闭式连杆机构与高刚性减速机，实现了
比以往机器人高10％的位置重复精度
（±5 nm），可适用于精密微细操作。
我国在微型机器人的研制方面也取得
了可喜的成绩。据媒体报道，由哈尔滨工业
大学研制的机器人，其操作精度达到了纳
米级，可以应用于分子生物学基因操作，能
够对细胞和染色体进行“手术”，并能在微
电子、精密加工等精度要求较高的领域一
显身手。
（3）微型电机。美国俄亥俄州克利夫西
卡塞大学已建立了一所纳米级微型电机实
验室，专门研究纳米技术及其超微机电系统。美国加利福尼亚大学伯克利分校研制
的微型电动机，小到只能在显微镜下才能
看得见。德国汽车零件制造商博士公司正
在研制纳米技术传感器，这种传感器将为
人们提供关于汽车上每个零部件在三维空
间中运动的精确信息。当微型传感器探测
到速度骤减时，就会自动释放安全气囊。
3．1．2采用自组装技术制造纳米机械
（1）生物器件。以分子自组装为基础制
造的生物分子器件是一种完全抛弃以硅半
导体为基础的电子器件。将一种蛋白质选
作生物芯片，利用蛋白质可制成各种生物
分子器件，如开关器件、逻辑电路、存储器、
传感器以及蛋白质集成电路等。美国密歇
根韦思大学医学院生物分子信息小组，利
用细菌视紫红质（简称BR蛋白质）和发光
染料分子研制具有电子功能的蛋白质分子
集成膜，这是一种可使分子周围的势场得
到控制的新型逻辑元件。美国锡拉丘兹大
学也利用BR蛋白质研制模拟人脑联想能
力的中心网络和联想式存储装置。
（2）纳米分子电动机。美国IBM公司
瑞士苏黎士实验室与瑞士巴塞尔大学的研
究人员发现DNA能够被用来弯曲直径不
及头发丝的五十分之一的硅原子构成的
“悬臂”。上下弯曲，顶端则粘有单股DNA
链。DNA自然形成双螺旋结构，双链被分
开后，它们会力图重新组合。当研究人员将
带有单股DNA链的“悬臂”置于含有与之
对应的单股DNA链的溶液中，这两个链就
会自动配对结合在一起，小“悬臂”在这种
力的作用下开始弯曲。研究人员利用这种
生物力学技术制造带有纳米级阀门的微型
胶囊（纳米分子电动机）。通过控制这种驱
动力来控制阀门的开合，可以将精确剂量
的药物传送到身体的需要部位来达到治疗
的目的。
3．2纳米技术在包装机械领域中的应用
采用纳米材科技术对包装机关键零部
件（如轴承、齿轮、弹簧等）进行金属表面纳
米粉涂层处理，可以提高设备的耐磨性、硬
度和寿命。
碳纳米管还具有较高的机械强度和较
高的热导率。由于具有非常大的长度—直
径比，可以制造出任何复杂形状的零件，是
复合材料理想的增强纤维。目前，用价格低
廉的纳米塑料制成的齿轮、陶瓷轴承、纳米
陶瓷蚊辊、电雕辊等印刷包装机械零件已
走进企业，开始代替金属材料。现代胶印机
上应用着很多传感器．如控制飞达纸堆的
自动升降、气泵供气时间检测、合压时间检
测、空张检测、墨量控制等。
纳米陶瓷具有良好的耐磨性、较高的
强度及较强的韧性可用于制造刀具、包装
和食品机械的密封环、轴承等以提高其耐
磨性和耐蚀性，也可用于制作输送机械和
沸腾干燥床关健部件的表面涂层。
3．3纳米技术在食品机械领域中的应用
纳米SiC、Si
3
N4在较宽的波长范围内
对红外线有较强的吸收作用，可用作红外
吸波和透波材料，做成功能性薄膜或纤维。
纳米Si
3
N4非晶块具有从黄光到近红外光
的选择性吸收，也可用于特殊窗口材料，以
纳米SiO
2
做成的光纤对600 nm以上波长
光的传输损耗小于10 dB／km，以纳米SiO
2
和纳米TiO
2
制成的微米级厚的多层干涉
膜，透光性好而反射红外线能力强，与传统
的卤素灯相比，可节省15％的电能。
经研究证明，将30～40 nm的TiO
2
分
散到树脂中制成薄膜，成为对400 nm波长
以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材
料，可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。
纳米SiO
2
光催化降解有机物水处理
技术无二次污染，除净度高，其优点是：①
具有很大的比表面积，可将有机物最大限
度地吸附在其表面；②具有更强的紫外线
吸收能力，因而具有更强的光催化降解能
力，可快速将吸附在其表面的有机物分解
掉。这为污水处理量较大的食品企业提供
了有力的技术支持。
介孔固体和介孔复合体是近年来纳米
材料科学领域较引人注目的研究对象，由
于这种材料较高的孔隙率（孔洞尺寸为2～
50 nm）和较高的比表面，因而在吸附、过滤
和催化等方面有良好的应用前景。对纯净
水、软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了
一个广阔的发展空间。
橡胶和塑料是包装和食品机械应用较
多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑
来提高其强度、耐磨性和抗老化性，制品为
黑色，不适宜用在食品机械上。纳米材料的
问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性
橡胶各项指标均有大幅度提高，尤其抗老
化性能提高3倍，使用寿命长达30年以
上，且色彩艳丽，保色效果优异。普通塑料
产量大、应用广、价格低，但性能逊于工程
塑料，而工程塑料虽性能优越，但价格高，
限制了它在包装和食品机械上的大范围应
用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改
性，达到工程塑料尼龙－6的性能指标，且
工艺性能好、成本低，可大量采用。
4纳米技术在机械行业中的发展
前景
（1）机械及汽车工业的滑配原件如：轴
承、滑轨上应用纳米陶瓷镀膜能产生超底
的磨擦界面，大大减低磨损并能提高负载。
（2）塑胶流道的低粘应用：例如T型
模、拉丝模、套筒和热胶道，可有效减少积
料碳化的产生几率。
（3）射出成型时发生的粘模、包封短
射、镜面雾化及拖痕均具有革命性的改善，
尤其是在滑块及顶针上所展现的干式润
滑，更是任何金属所无法表现的优异性。
（4）IC封装胶、橡胶及发泡塑料由于
具有极高的粘着性，因此必须借助大量脱
模剂来帮助脱模，纳米陶瓷的荷叶效应可
减少脱模剂的使用及模具清理时间。
（5）纳米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使
塑胶在模具内的流动性大幅提升，特别是
高精度模具例如薄光板、塑胶镜片、汽车聚
光灯罩等模具应用后对产品的不良率上均
有明显的改善。
5结语
综上所述，纳米技术是近十多年来逐
步发展起来的一门前沿性与综合性交叉的
新学科，是现代科学和现代技术相结合的
产物，它的迅猛发展将引发21世纪新的工
业革命。美国商业通讯公司研究报告称，未
来五年，用于橡胶产品和油墨生产的碳黑
填充料将继续高居纳米材料需求榜首。今
后几年，全球纳米材料的需求将以2．7％年
增长速度增长，到2010年将达到1 030万
t，所以纳米包装具有较大的市场发展潜
力。过去，我国机械包装工业的一些先进设
备、先进技术，大多是依靠进口。纳米技术
的出现，将对我国机械包装行业的技术创
新带来新的发展机遇。相信在不远的将来，
纳米技术将广泛应用于机械工业的各个领
域，它给机械工业带来的变化将是巨大的。
参考文献
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造，2001（20）
5杨大智．智能材料与智能系统［M］．天津：天津
大学出版社，2000

② 关于高分子领域的论文，要有中英文对照的。

复合材料：是以来一种材源料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

③ 求一篇关于尼龙从原料生产到成型加工的生产工艺，最好有生产工艺流程图

聚酰胺（尼龙）注塑工艺

一、尼龙的分类及特性
分类：
1、根据二元胺和二元酸的碳原子数，由两种单体合成的尼龙有：
46、66、610、612、613、1010、1313
2、根据单体所含的碳原子数命名有：
尼龙4、5、6、7、8、9、11、12、13
特性
1、尼龙有优良的韧性、自润滑性、耐磨性、耐化学性、气体透过性、及耐油性、无毒和容易着色等优点，所以尼龙在工业上得到广泛应用。
二、尼龙的工艺特性
尼龙的流变特性
：尼龙大多数为结晶性树脂，当温度超过其熔点后，其熔体粘度较小，熔体流动性极好，应防止溢边的发生。同时由于溶体冷凝速度快，应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03，而且熔体粘度对温度和剪切力变化都比较敏感，但对温度更加敏
感，降低熔体粘度先从料筒温度入手。
尼龙的吸水与干燥尼龙的吸水性较大，潮湿的尼龙在成型过程中，表现为粘度急剧下降并混有气泡制品表面出现银丝，所得制品机械强度下降，所以加工前材料必需干燥。
部分尼龙注射水分允许含量：
树脂名称 尼龙6、66 尼龙11 尼龙610
允许含水量% 0.1 0.15 0.1-0.15

尼龙PA66的干燥
真空干燥 热风干燥
温度℃ 95-105 90-100
时间 h 6-8 4左右
结晶性 :
除透明尼龙外,尼龙大都为结晶高聚物,结晶度高,制品拉伸强度、耐磨性、硬度、润滑性等项性能有所提高，热膨胀系数和吸水性趋于下降，但对透明度以及抗冲击性能有所不利。 模具温度对结晶影响较大 ,模温高结晶度高,模温底结晶度底.
收缩率:
与其他结晶塑料相似，尼龙树脂存在收缩率较大的问题,一般尼龙的收缩同结晶关系最大,当制品结晶度大时制品收缩也会加大 ,在 成型过程中降低模具温度\加大注射压力\降低料温都会减小收缩,但制品内应力加大易变形.PA66收缩率1.5-2% 成型设备
尼龙成型时，主要注意防止“喷嘴的流延现象”，因此对尼龙料的加工一般选用自锁式喷嘴。
制品与模具
1、制品的壁厚 尼龙的流长比为150-200之间，尼龙的制品壁厚不底于0.8mm一般在1-3.2mm之间选择，而且制品的收缩与制品的壁厚有关，壁厚越厚收缩越大。
2、排气 尼龙树脂的溢边值为0.03mm左右，所以排气孔槽应控制在0.025以下。
3、模具温度 制品壁薄难成型或要求结晶度高的模具加温控制，要求制品有一定的柔韧性的一般采用冷水控温。三、尼龙的成型工艺
料筒温度 因尼龙是结晶型聚合物,所以熔点明显,尼龙类树脂在注塑时所选择的料筒温度同树脂本身的性能、设备、制品的形状因素有关。一般尼龙6的溶体温度最低为225℃，尼龙66为260℃。*由于尼龙的热稳定性较差，所以不宜高温长时间在料筒中停留，以免引起物料变色发黄，同时由于尼龙的流动性较好，温度超过其熔点后就流动迅速。
注射压力 尼龙溶体的粘度低，流动性好，但是冷凝速度较快，在形状复杂和壁厚较薄的制品上易出现不足问题，故还是需要较高的注射压力。通常压力过高，制品会出现溢边问题；压力过低，制品会产生波纹、气泡、明显的熔结痕或制品不足等缺陷，大多数尼龙品种的注射压力不超过120MPA，一般在60-100MPA范围内选取是满足大部分制品的要求，只要制品不出现气泡、凹痕等缺陷，一般不希望采用较高的保压压力，以免造成制品内应力增加。
注射速度 对尼龙而言，注塑速度以快为益，可以防止因冷却速度过快而造成的波纹，充模不足问题。快的注射速度对制品的性能影响并不突出。
模具温度 模具温度对结晶度及成型收缩率有一定的影响，高模温结晶度高、耐磨性、硬度、弹性模量增加、吸水性下降、制品的成型收缩率增加；低模温结晶度低、韧性好、伸长率较高。
四、尼龙成型工艺参数表
项目 尼龙66 玻纤增强尼龙66
料筒温度℃后部 240-285 290-300
中部 260-300 285-320
前部 260-300 285-320
喷嘴温度℃ 260-280 280-285
模具温度 ℃ 20- 90 80-85
注塑压力 MPA 60-200 60-200
螺杆转速 R/MIN 50-120 50-120 五、成型尼龙注意事项
1、再生料的使用最好不超过三次，以免引起制品变色或机械物理性能的急剧下降，应用量应控制在25%以下，过多会引起工艺条件的波动，再生料与新料混合必须进行干燥。
2、 安全须知 尼龙类树脂开机时应首先开启喷嘴温度，然后在给料筒加温，当喷嘴阻塞时，切忌面对喷孔，以防料筒内的溶体因压力聚集而突然释放，发生危险。
3、 脱模剂的使用 使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龙制品的脱模剂可选用硬脂酸锌和白油等，也可以混合成糊状使用，使用时必须量少而均匀，以免造成制品表面缺陷。
4、在停机时要清空螺杆,防止下次生产时,扭断螺杆.六、尼龙制品后处理
制品的后处理 ： 尼龙制品的后处理是为了防止和消除制品中的残留应力或因吸湿作用所引起的尺寸变化。后处理方法有热处理法和调湿法两种。1 .热处理 常用方法在矿物油、甘油、液体石蜡等高沸点液体中，热处理温度应高于使用温度10-20℃，处理时间视制品壁厚而异，厚度在3mm以下为10-15分钟，厚度为3-6mm时间为15-30分钟，经热处理的制品应注意缓慢冷却至室温，以防止骤冷引起制品中应力重新生成。2.调湿处理 调湿处理主要是对使用环境湿度较大的制品而进行的，其办法有两种：一沸水调湿法，二醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25:1,沸点121℃）,沸水调湿法简便,只要将制品放置在湿度为65%的环境下,使其达到平衡吸湿量即可,但时间较长,而醋酸钾水溶液调湿法的处理温度为80-100醋酸钾水溶液调湿法,处理时间主要取决制品壁厚,当壁厚为1.5mm时约2小时,3mm为8小时,6mm为16-18小时.七、尼龙制品常见缺陷与处理
*注-注塑压力不稳定
一般这种情况同注塑机的射咀孔过小有关，因为射咀是同模具长期接触的，模具温度很低20-90 ℃，射咀温度240-280 ℃，他们之间存在温差难免会发生热交换，当射咀的温度降到尼龙的熔点以下时，射咀孔被冻结，在下次注射时得大的压力冲开，造成压力损失产生*注，但这时加大注塑压力后，生产几模后又会涨模。从现象看是注塑机注塑不稳定，其实是射咀孔过小，加大射咀孔这个现象就会消失。
PA POM ABS 这几种材料会产生这种问题波浪形流痕
产生机理是胶料在模腔内流速过慢，冻结后的胶料没有办法贴紧模具。
解决方法：
1、提高注射速度
2、提高模具温度
3、提高料筒温度
4、适当增加射咀孔径或浇口
银丝
产生机理是塑化好的料中有气体，在注射时气体在模具表面被强行压出，在制品表面出现白色的丝纹。
解决方法：
1、检查是否原料潮湿或混入其他原料
2、检查原料是否在料筒中分解（料筒温
度过高，螺杆转速过快）
3、检查射咀孔是否过小
4、检查是否模温过低
5、模具排气不良
6、浇口尺寸是否过小
7、背压过低，再生料应用过多

熔接痕
产生机理是在流动末端胶料温度很低结合性较差压力传递弱，这样使两股料流结合不紧密。
解决方法：
1、提高注射压力、速度
2、提高模温
3、提高料温
4、改善模具
排气
缩孔
产生机理是制品*注或缩水。
如果是*注用*注方法解决
如果是缩水用缩水的方法解决 焦斑
产生机理是注射时胶料高速占领模腔当模腔内的气体来不及排除时，这部分气体被压缩，气体压缩后升温把制品烧焦
解决方法：
1、降低注塑速度或压力
2、降低熔体温度
3、改善模具排气
4、减小合模力
5、增大射咀孔径
脱模不良
1、模温控制不当，使各部收缩不均造成包模力不均。
2、制品内注射残余应力大，使其产生大的包模力致使脱模困难。
解决此问题的方法：
1、降低注射、保压压力；
2、降低注射、保压时间
3、提高或降低料温。
4、提高或降低模温。
5、检查模具拔模斜度翘曲变形
产生机理是制品内应力过大、制品收缩不均。
制品内应力过大：
1、降低注射压力，降低注射时间，降低保压压力，降低保压时间
2、提高料温，提高模具温度。
制品收缩不均：
1、降低料温，降低模具温度，提高冷却时间。
2、提高注射压力，提高注射时间，提高保压压力，提高保压时间。
其他原因：1、浇口位置设定不合理
2、制品壁厚设置不合理
3、模具结构设置不合理喷嘴流涎
这个问题是在生产尼龙经常遇到的问题。
主要解决方法：
1、加大后抽胶。
2、降低料温、降低喷嘴温度。
3、原料干燥不充分。
4、加弹弓射咀
塑化不良
1、背压过低
2、料筒温度过低
3、螺杆转速过快
4、成型周期太短

④ 写出尼龙1006、尼龙6、丁苯橡胶、涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的分子通式

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种有不少优异物理性能的热塑性塑料,然而它还有很多缺点影响了其市场应用,如低的热变形温度、模量低、结晶速率慢。
与纯PET相比,在PET基体中增添一些热塑性塑料如PEN或少量蒙脱土(OMMT)进行制插层或共混,能够明显提高其气体阻隔性、耐热性、结晶速率、力学性能和阻燃等性能,得到的综合性能优异的PET复合材料。因此,对PET纳米复合材料的研究与开发很有必要,也是市场的研究热点。本论文选择了PET阻隔性能的研究,对PET进行了阻隔改性,选择PET与PEN和PET与OMMT两个体系分别进行共混,选择性地加入PC和成核剂,按照一定的比例以及合适的工艺条件,并运用双螺杆挤出机、造粒机、压机制得PET复合材料薄膜。考察了PEN和O MMT的加入量对PET阻隔性的影响,确定了最佳工艺。
借助扫描电子显微镜(SEM)观察纳米OMMT在PET基体中的分散效果,采用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)、微机控制电子万能试验机、毛细管流变仪、旋转流变仪、维卡软化点测试仪分别研究了改性纳米OMMT含量对复合膜的结晶性能、力学性能以及复合材料的流变性能和热性能和阻隔性能的影响。
测试不同含量纳米OMMT和PEN对复合膜的阻隔性以及加工性能的影响,研究复合膜的阻隔性能和加工性能,并进一步优化的加工工艺条件。结果表明,在PEN的体系中加入PEN可以明显提高PET的阻隔性能,但是共混物的相容性会随着PEN的增多而下降,这会导致共混物透明性的下降。在共混体系中加入PC则可以提高共混材料的韧性,成核剂则能够加快结晶速度,形成细小致密的球晶颗粒,进而提高制品的抗冲击性、抗拉强度等物理机械性能以及提高制品的透明性。
综合各项测试,当PET与PEN的份数为85和9.6,且加入5份的PC和0.4份成核剂的时候,可制得阻隔性能优良的PET共混材料。并且,此时的共混材料除了具有较好的阻隔性能以外,共混材料的相容性、韧性、透明型和加工性能均也均处于比较理想的状态。在PET/OMMT的体系中加入OMMT可以明显提高力学和耐热性能,PET/OMMT复合膜的阻隔性能提高了3到4倍。通过维卡软化点测试仪测试,确定了软化温度提高了40度,证明了OM MT起到了插层作用,并且提高了力学性能。随着OMMT的加入量变大(0.1w%-0.5w%)通过偏光显微镜的测试显示球晶的尺寸在变小,力学性能提高。通过实验测试,在含有OMMT的PET复合膜中确实有插层的作用,也提高了阻隔和加工性能。

⑤ 尼龙对环境有什么影响

聚酰胺俗称尼龙（Nylon），英文名称（简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团¢[NHCO]¢的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪¢ 芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。

尼龙中的主要品种是尼龙6和尼龙66，占绝对主导地位，其次是尼龙11，尼龙12，尼龙610，尼龙 612，另外还有尼龙 1010，尼龙46，尼龙7，尼龙9，尼龙13，新品种有尼龙6I，尼龙9T和特殊尼龙 MXD6（阻隔性树脂）等，尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙（MC尼龙），反应注射成型（RIM）尼龙， 芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲（超韧）尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结 构材料。

尼龙是最重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中居首位。性能：尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好。

尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为： PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12.

尼龙的燃烧性为UL94v-2级，氧指数为24-28，尼龙的分解温度＞299℃，在449~499℃时会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm

人们对尼龙并不陌生．在日常生活中尼龙制品比比皆是，但是知道它历史的人就很少了。尼龙是世界上首先研制出的一种合成纤维。

本世纪初，企业界搞基础科学研究还被认为是一种不可思议的事情。1926年美国最大的工业公司－杜邦公司的的董事斯蒂恩（Charles M. A. Stine，l882～1954)出于对基础科学的兴趣，建议该公司开展有关发现新的科学事实的基础研究。1927年该公司决定每年支付25万美元作为研究费用，并开始聘请化学研究人员，到1928年杜邦公司在特拉华州威尔明顿的总部所在地成立了基础化学研究所，年仅32岁的卡罗瑟斯（Wallace H. Carothers,1896～1937)博士受聘担任该所有机化学部的负责人。

卡罗瑟斯1896年4月27出生于美国洛瓦的伯灵顿。他开始受教育的是在得梅因公立学校，1914年从北方中学毕业。卡罗瑟斯的父亲在得梅因商学院任教，后来担任过该院的副院长。受他父亲的影响卡罗瑟斯18岁时进入该院学习会计，他对这一专业并不感兴趣，倒是很喜欢化学等自然科学，因此，一年以后转入一所规模较小的学院学习化学。1920年获理学学士学位。1921年在 伊利诺伊大学取得硕士学位，后来在南边柯他大学任教，讲授分析化学和物理化学。1023年又回到伊利诺伊大学攻读有机化学专业的哲学博士学位。 在导师罗杰·亚当斯(Roger Adams,1889－1971）教授的指导下,完成了关于铂黑催化氢化的论文，初步显露了他的才华，获得博士学位后随即留校工作。1926年到哈佛大学教授有机化学。由于卡罗瑟斯性格内向，他认为搞科学研究更能发挥自己的聪明才智，于是1928年受聘来到了杜邦公司。

卡罗瑟斯来到杜邦公司的时候，正值国际上对德国有机化学家斯陶丁格(Hermann Staudinger,1881～1965) 提出的高分子理论展开了激烈的争论，卡罗瑟斯赞扬并支持斯陶丁格的观点，决心通过实验来证实这一理论的正确性，因此他把对高分子的探索作为有机化学部的主要研究方向。一开始卡罗瑟斯选择了二元醇与二元羧酸的反应，想通过这一被人熟知的反应来了解有机分子的结构及其性质间的关系。在进行缩聚反应的实验中，得到了分子量约为5000的聚酯分子。为了进一步提高聚合度，卡罗瑟斯改进了高真空蒸馏器并严格控制反应的配比，使反应进行得很完全，在不到两年的时间里使聚合物的分子量达到10000～20000。

1930年卡罗瑟斯用乙二醇和癸二酸缩合制取聚酯，在实验中卡罗瑟斯的同事希尔在从反应器中取出熔融的聚酯时发现了一种有趣的现象：这种熔融的聚合物能像棉花糖那样抽出丝来，而且这种纤维状的细丝即使冷却后还能继续拉伸，拉伸长度可以达到原来的几倍，经过冷拉伸后纤维的强度和弹性大大增加。这种从未有过的现象使他们预感到这种特性可能具有重大的应用价值，有可能用熔融的聚合物来纺制纤维。他们随后又对一系列的聚酯化合物进行了深入的研究。由于当时所研究的聚酯都是脂肪酸和脂肪醇的聚合物，具有易水解、熔点低（<100℃）、易溶解在有机溶剂中等缺点，卡罗瑟斯因此得出了聚酯不具备制取合成纤维的错误结论，最终放弃了对聚酯的研究。顺便指出，就在卡罗瑟斯放弃了这一研究以后，英国的温费尔德T.R.Whinfield,1901-1966)在汲取这些研究成果的基础上，改用芳香族羧酸(对苯二甲酸)与二元醇进行缩聚反应，1940年合成了聚酯纤维-涤纶，这对卡罗瑟斯不能不说是一件很遗憾的事情。

为了合成出高熔点口高性能的聚合物，卡罗瑟斯和他的同事们将注意力转到二元胺与二元羧酸的缩聚反应上，几年的时间里卡罗瑟斯和他的同事们从二元胺和二元酸的不同聚合反应中制备出了多种聚酰胺，然而这此物质的性能并不太理想。1935年初卡罗瑟斯决定用戊二胺和癸二酸合成聚酰胺（即聚酰胺510），实验结果表明，这种聚酰胺拉制的纤维其强度和弹性超过了蚕丝，而且不易吸水，很难溶，不足之处是熔点较低，所用原料价格很高，还不适宜于商品生产。紧接着卡罗瑟斯又选择了己二胺和己二酸进行缩聚反应，终于在1935年2月28 日合成出聚酰胺66。这种聚合物不溶于普通溶剂，具有263℃的高熔点，由于在结构和性质上更接近天然丝，拉制的纤维具有丝的外观和光泽，其耐磨性和强度超过当时任何一种纤维，而且原料价格也比较便宜，杜邦公司决定进行商品生产开发。

要将实验室的成果变成商品、一是要解决原料的工业来源；二是要进行熔体丝纺过程中的输送、计量、卷绕等生产技术及设备的开发。生产聚酰胺66所需的原料－己二酸和己二胺当时仅供实验室作试剂用，必须开发生产大批量、价格适宜的己二酸和己二胺，杜邦公司选择丰富的苯酚进行开发实验，到1936年在西弗吉尼亚的一家所属化工厂采用新催化技术，用廉价的苯酚大量生产出己二酸，随后又发明了用己二酸生产己二胺的新工艺．杜邦公司首创了熔体丝纺新技术，将聚酚胺66加热融化，经过滤后再吸入泵中，通过关键部件（喷丝头）喷成细丝，喷出的丝丝经空气冷却后牵伸、定型。1938年7月完成中试，首次生产出聚酰胺纤维．同月用聚酰胺66作牙刷毛的牙刷开始投放市场。10月27日杜邦公司正式宣布世界上第一种合成纤维正式诞生了，并将聚酚胺66这种合成纤维命名为尼龙（nylon），这个词后来在英语中变成了聚酰胺类合成纤维的统用商品名称。杜邦公司从高聚物的基础研究开始历时11年，耗投2200万美元，有230名专家参加了有关的工作，终于在1939年底实现了工业化生产。遗憾的是尼尤的发明人卡罗瑟斯没能看到尼龙的实际应用。由于卡罗瑟斯一向精神抑郁，有一个念头使他无法摆脱，总认为作为一个科学家自己是一个失败者，加之1936年他喜爱的孪生姐姐去世，使他的心情更加沉重，这位在聚合物化学领域作出了杰出贡献的化学家，于1937年4月29日在美国费城一家饭店的房间里饮用了掺有氰化钾的柠檬汁而自杀身亡。为了纪念卡罗瑟斯的功绩，1946年杜邦公司将乌米尔特工厂的尼龙研究室改名为卡罗瑟斯研究室。

尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础，尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的尼龙丝袜既透明又比丝袜耐穿，1939年10目24日杜邦在总部所在地公开销售尼龙丝长袜时引起轰动，被视为珍奇之物争相抢购，混乱的局面迫使治安机关出动警察来维持秩序。人们曾用"象蛛丝一样细，象钢丝一样强，象绢丝一样美"的词句来赞誉这种纤维。到1940年5月尼龙纤维织品的销售遍及美国各地。从第二次世界大战爆发直到1945年，尼龙工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特性和广泛的用途，第二次世界大战后发展非常迅速，尼龙的各种产品从丝袜、衣着到地毯，渔网等，以难以计数的方式出现。最初十年间产量增加25倍，1964年占合成纤维的一半以上，至今聚酰胺纤维的产量虽说总产量已不如聚酯纤维多，但仍是三大合成纤维之一。

尼龙的发明从没有明确的应用目的的基础研究开始，最终却导致产生了改变人们生活面貌的尼尤产品，成为企业办基础科学研宪非常成功的典型。它使人们认识到与技术相比科学要走在前头，与生产相比技术要走在前头；没有科学研究，没有技术成果，新产品的开发是不可能的。此后，企业从事或资助的基础科研在世界范围内如雨后春笋般地出现，使基础科研的成果得以更迅速地转化为生产力。

尼龙的合成是高分子化学发展的一个重要里程碑。杜邦公司开展这项研究以前，国际上对高分子链状结构理论的激烈争论主要是缺乏明晰的毫无疑义的实验事实的支持。当时对缩聚反应研究得还很少，得到的缩聚物并不完满。卡罗瑟斯采用了远远超过进行有机合成一般规程的方法，他在进行高分子缩聚反应时，对反应物的配比要求很严格，相差不超过1%．缩聚反应的程度相当彻底，超过99.5%，从而合成出分子量高达两万左右的聚合物。卡罗瑟斯的研究表明，聚合物是一种真正的大分子，可以通过已知的有机反应获得，其缩聚反应的每个分子都含有个或两个以上以上的活性基团，这些基团通过共价键互相连接，而不是靠一种不确定的力将小分子简单聚集到一起，从而揭示了缩聚反应的规律。卡罗瑟斯通过对聚合反应的研究把高分子化合物大体上分为两类：一类是由缩聚反应得到的缩合高分子；另一类是由加聚反应得到的加成高分子。卡罗瑟斯的助手弗洛里（Paul J. Flory， 1910～1986）总结了聚酰胺等一系列缩聚反应，1939年提出了缩聚反应中所有功能团都具有相同的活性的基本原理，并提出缩聚反应动力学和分子量与缩聚反应程度之间的定量关系。后来又研究了高分子溶液的统计力学和高分子模型、构象的统计力学，1974获得了诺贝尔化学奖。尼龙的合成有力地证明了高分子的存在，使人们对斯陶丁格的理论深信不移，从此高分子化学才真正建立起来。

⑥ 无机非金属材料的论文

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智能无机非金属材料
摘 要 结构材料所处的环境极为复杂，材料损坏引起事故的危险性不断增加，研究与开发对损坏能自行诊断并具有自修复能力的结构材料是十分重要而急迫的任务。本文对智能材料的发展、构思、无机非金属智能材料进行了综述，对智能材料进一步研究进行了展望。
关键词 智能；无机非金属；材料
智能材料是指对环境具有可感知、可响应并具有功能发现能力的新材料。日本高木俊宜教授[1]将信息科学融于材料的物性和功能，于1989年提出了智能材料（Intelligent materials）概念。至此智能材料与结构的研究也开始由航空航天及军事部门[2,3]逐渐扩展到土木工程[4]、医药、体育和日常用品[5,6]等其他领域。
同时，美国的R•E•Newnham教授围绕具有传感和执行功能的材料提出了灵巧材料（Smart materials）概念，又有人称之为机敏材料。他将灵巧材料分为三类：
被动灵巧材料——仅能响应外界变化的材料；
主动灵巧材料——不仅能识别外界的变化，经执行线路能诱发反馈回路，而且响应环境变化的材料；
很灵巧材料——有感知、执行功能，并能响应环境变化，从而改变性能系数的材料。
R•E•Newnham的灵巧材料和高木俊宜的智能材料概念的共同之处是：材料对环境的响应性。
自l989年以来，先是在日本、美国，尔后是西欧，进而世界各国的材料界均开始研究智能材料。科学家们研究将必要的仿生(biominetic)功能引入材料，使材料和系统达到更高的层次，成为具有自检测、自判断、自结论、自指令和执行功能的新材料。智能结构常常把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料和功能材料结合在一起，赋予材料崭新的性能，使无生命的材料变得有了“感觉”和“知觉”，能适应环境的变化，不仅能发现问题，而且还能自行解决问题。
由于智能材料和系统的性能可随环境而变化，其应用前景十分广泛[7]。例如飞机的机翼引入智能系统后，能响应空气压力和飞行速度而改变其形状；进入太空的灵巧结构上设置了消震系统，能补偿失重，防止金属疲劳；潜水艇能改变形状，消除湍流，使流动的噪声不易被测出而便于隐蔽；金属智能结构材料能自行检测损伤和抑制裂缝扩展，具有自修复功能，确保了结构物的可靠性；高技术汽车中采用了许多灵巧系统，如空气-燃料氧传感器和压电雨滴传感器等，增加了使用功能。其它还有智能水净化装置可感知而且能除去有害污染物；电致变色灵巧窗可响应气候的变化和人的活动，调节热流和采光；智能卫生间能分析尿样，作出早期诊断；智能药物释放体系能响应血糖浓度，释放胰岛素，维持血糖浓度在正常水平。
国外对智能材料研究与开发的趋势是：把智能性材料发展为智能材料系统与结构。这是当前工程学科发展的国际前沿，将给工程材料与结构的发展带来一场革命。国外的城市基础建设中正构思如何应用智能材料构筑对环境变化能作出灵敏反应的楼层、桥梁和大厦等。这是一个系统综合过程，需将新的特性和功能引入现有的结构中。

美国科学家们正在设计各种方法，试图使桥梁、机翼和其它关键结构具有自己的“神经系统”、“肌肉”和“大脑”，使它们能感觉到即将出现的故障并能自行解决。例如在飞机发生故障之前向飞行员发出警报，或在桥梁出现裂痕时能自动修复。他们的方法之一是，在高性能的复合材料中嵌入细小的光纤材料，由于在复合材料中布满了纵横交错的光纤，它们就能像“神经”那样感受到机翼上受到的不同压力，在极端严重的情况下，光纤会断裂，光传输就会中断，于是发出即将出现事故的警告。
1、 智能材料的构思[8]
一种新的概念往往是各种不同观点、概念的综合。智能材料设计的思路与以下几种因素有关：(1)材料开发的历史，结构材料→功能材料→智能材料。(2)人工智能计算机的影响，也就是生物计算机的未来模式、学习计算机、三维识别计算机对材料提出的新要求。(3)从材料设计的角度考虑智能材料的制造。(4)软件功能引入材料。(5)对材料的期望。(6)能量的传递。(7)材料具有时间轴的观点，如寿命预告功能、自修复功能，甚至自学习、自增殖和自净化功能，因外部刺激时间轴可对应作出积极自变的动态响应，即仿照生物体所具有的功能。例如，智能人工骨不仅与生物体相容性良好，而且能依据生物体骨的生长、治愈状况而分解，最后消失。
1．1 仿生与智能材料
智能材料的性能是组成、结构、形态与环境的函数，它具有环境响应性。生物体的最大特点是对环境的适应，从植物、动物到人类均如此。细胞是生物体的基础，可视为具有传感、处理和执行三种功能的融合材料，因而细胞可作为智能材料的蓝本。
对于从单纯物质到复杂物质的研究，可以通过建立模型实现。模型使复杂的生物材料得解，从而创造出仿生智能材料。例如，高分子材料是人工设计的合成材料，在研究时曾借鉴于天然丝的大分子结构，然后合成出了强度更高的尼龙。目前，已根据模拟信息接受功能蛋白质和执行功能蛋白质，创造出由超微观到宏观的各种层次的智能材料。
1．2 智能材料设计
用现有材料组合，并引入多重功能，特别是软件功能，可以得到智能材料。随着信息科学的迅速发展，自动装置(Automaton)不仅用于机器人和计算机这类人工机械，更可用于能条件反射的生物机械。
此自动装置在输入信号(信息)时，能依据过去的输入信号(信息)产生输出信号(信息)。过去输入的信息则能作为内部状态存贮于系统内。因此，自动装置由输入、内部状态、输出三部分组成。将智能材料与自动装置类比，两者的概念是相似的。
自动装置M可用以下6个参数描绘：
M＝（θ，X，Y，f，g，θ0）
式中θ为内部状态的集；X和Y分别代表输入和输出信息的集；f表示现在的内部状态因输入信息转变为下一时间内部状态的状态转变系数；g是现在的内部状态因输入信息而输出信息的输出系数；θ0为初期状态的集。

为使材料智能化，可控制其内部状态θ、状态转变系数f及输出系数g。例如对于陶瓷，其θ、f、g的关系，即是材料结构、组成与功能性的关系。设计材料时应考虑这些参数。若使陶瓷的功能提高至智能化，需要控制f和g。
一般陶瓷是微小晶粒聚集成的多晶体，常通过添加微量第二组分控制其特性。此第二组分的本体和微晶粒界两者的性能均影响所得材料特性。
实际上，第二组分的离子引入系统时，其自由能(G=H-TS)发生变化，为使材料的自由能(G)最小，有必要控制焓(H)，使熵(S)达最适合的数值。而熵与添加物的分布有关，因此陶瓷的功能性控制可通过优化熵来实现。熵由材料本身的焓调控。故为使陶瓷具有高功能进而达到智能化的目的，应使材料处于非平衡态、拟平衡态和亚稳定状态。
对于智能材料而言，材料与信息概念具有同一性。而某一L符号的平均信息量Φ与几率P状态的信息量logP有关，即

此式类同于热力学的熵，但符号相反，故称负熵(negcntropy)。因熵为无序性的量度，负熵则是有序性的量度。
1．3 智能材料的创制方法
基于智能材料具有传感、处理和执行的功能，因而其创制实际上是将此类软件功能（信息）引入材料。这类似于身体的信息处理单元——神经原，可融各种功能于一体（图1（a）），将多种软件功能寓于几纳米到数十纳米厚的不同层次结构（图1（b）），使材料智能化。此时材料的性能不仅与其组成、结构、形态有关，更是环境的函数。智能材料的研究与开发涉及金属系、陶瓷系、高分子系和生物系智能材料和系统。
2、 智能无机非金属材料
智能无机非金属材料很多，在此介绍几种较为典型的智能无机非金属材料。
2．1 智能陶瓷
2．1．1 氧化锆增韧陶瓷
氧化锆晶体一般有三种晶型：
其中t-ZrO2转化为m-ZrO2相变具有马氏体相变的特征，并且相变伴随有3%～5%的体积膨胀。不加稳定剂的ZrO2陶瓷在烧结温度冷却的过程中，就会由于发生相变而严重开裂。解决的办法是添加离子半径比Zr小的Ca、Mg、Y等金属的氧化物。
氧化锆相变可分为烧成冷却过程中相变和使用过程中相变。造成相变的原因，前者是温度诱导，后者是应力诱导。两类相变的结果都可使陶瓷增韧。增韧机制主要有相变增韧、微裂纹增韧、表面增韧、裂纹弯曲和偏转增韧等[9]。
当ZrO2晶粒尺寸比较大而稳定剂含量比较小时，陶瓷中的t-ZrO2晶粒在烧成后冷却至室温的过程中发生相变，相变所伴随的体积膨胀在陶瓷内部产生压应力，并在一些区域形成微裂纹。当主裂纹在这样的材料中扩展时，一方面受到上述压应力的作用，裂纹扩展受到阻碍；同时由于原有微裂纹的延伸使主裂纹受阻改向，也吸收了裂纹扩展的能量，提高了材料的强度和韧性。这就是微裂纹增韧。
由于ZrO2相变温度很高，借助温度变化来设计智能材料是不可行的，需要研究应力诱导下的相变增韧，应力诱导下的相变增韧在ZrO2增韧陶瓷中是最主要的一种增韧机制。
材料中的t-ZrO2晶粒在烧成后冷却至室温的过程中仍保持四方相形态，当材料受到外应力的作用时，受应力诱导发生相变，由t相转变为m相。由于ZrO2晶粒相变吸收能量而阻碍裂纹的继续扩展，从而提高了材料的强度和韧性。相转变发生之处的材料组成一般不均匀，因结晶结构的变化，导热和导电率等性能随之而变，这种变化就是材料受到外应力的信号，从而实现了材料的自诊断。

对氧化锆材料压裂而产生裂纹，在300℃热处理50h后，因为t相转变为m相过程中产生的体积膨胀补偿了裂纹空隙，可以再弥合，实现了材料的自修复。
对于材料使用中产生的疲劳强度及膨胀状况等，可通过材料的尺寸、声波传播速度、导热和导电率的变化进行在位观测。
2．1．2灵巧陶瓷
灵巧陶瓷是灵巧材料的一种，它能够感知环境的变化,并通过反馈系统作出相应的反应。用若干多层锆钛酸铅(PZT)可制成录像磁头的自动定位跟踪系统，日本利用PZT压电陶瓷块制成了Pachinko游戏机。
录像磁头的自动定位跟踪系统的原理是：在PZT陶瓷双层悬臂弯曲片上，通过布设的电极将其分为位置感受部分和驱动定位部分。位置感受部分即为传感器，感受电极上所获得的电压通过反馈系统施加到定位电极上，使层片发生弯曲，跟踪录像带上的磁迹，见图2。
Pachinko游戏机也应用了类似的原理。
利用灵巧陶瓷制成的灵巧蒙皮，可以降低飞行器和潜水器高速运动时的噪声，防止发生紊流，以提高运行速度，减少红外辐射达到隐形目的。
根据上述原则，完全有可能获得很灵巧材料。这种材料能够感知环境的多方面变化并能在时间和空间两方面调整材料的一种或多种性能参数，取得最优化响应。因此，传感、执行和反馈是灵巧材料工作的关键功能。
2.1.3压电仿生陶瓷
材料仿生是材料发展的方向之一。日本研究人员正在研究鲸鱼和海豚的尾鳍和飞鸟的鸟翼，希望能研究出象尾鳍和鸟翼那样柔软、能折叠、又很结实的材料。
图3为模拟鱼类泳泡运动的弯曲应力传感器。传感器中两个金属电极之间有一很小的空气室，PZT压电陶瓷起覆盖泳泡肌肉的作用。因空气室的形状类似于新月，故称为“Moonie”复合物。此压电水声器应用特殊形状的电极，通过改变应力方向，使压电应变常数dh增至极大值。当厚的金属电极因声波而承受静水压力时，一部分纵向应力转变为符号相反的径向和切向应力，使压电常数d3l由负值变为正值，它与d33叠加，使dh值增加。这类复合材料的dh•gh值比纯PZT材料的大250倍。
应用PZT纤维复合材料和“Moonie”型复合物设计开发的执行器元件，可以消除因声波造成的稳流。
2．2 智能水泥基材料
在现代社会中，水泥作为基础建筑材料应用极为广泛，使水泥基材料智能化具有良好的应用前景。
智能水泥基材料包括：应力、应变及损伤自检水泥基材料[10～12]；自测温水泥基材料[13]；自动调节环境湿度的水泥基材料[14]；仿生自愈合水泥基材料[15、16]及仿生自生水泥材料[17]等。
水泥基材料中掺加一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维后，材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。因此，该材料可以监测拉、弯、压等工况及静态和动态载荷作用下材料内部情况。在水泥净浆中0.5%（体积）的碳纤维用做传感器，其灵敏度远远高于一般的电阻应变片。
将一定长度的PAN基短切碳纤维掺入水泥净浆中，材料产生了热电效应。这种材料可以对建筑物内部和周围环境温度的变化实时监测。基于该材料的热电效应，还可能利用太阳能和室内外温差为建筑物供电。如果进一步使该材料具有Seebeck效应的逆效应——Peltier效应，那么就可能制得具有制冷制热材料。
在水泥净浆中掺加多孔材料，利用多孔材料吸湿量与温度的关系，能够使材料具有调湿功能。

一些科学家目前在研制一种能自行愈合的混凝土。设想把大量的空心纤维埋入混凝土中，当混凝土开裂时，事先装有“裂纹修补剂”的空心纤维会裂开，释放出粘结修补剂把裂纹牢牢地粘在一起，防止混凝土断裂。这是一种被动智能材料，即在材科中没有埋入传感器监测裂痕，也没有在材料中埋入电子芯片来“指导”粘接裂开的裂痕。与此原理相同，美国根据动物骨骼的结构和形成机理，尝试仿生水泥基材料的制备。该材料在使用过程中如果发生损伤，多孔有机纤维回释放高聚物愈合损伤。
美国科学家正在研究一种主动智能材料，能使桥梁出现问题时自动加固。他们设计的一种方式是：如果桥梁的某些局部出现问题，桥梁的另一部分就自行加固予以弥补。这一设想在技术上是可行的。随着电脑技术的发展，完全可以制造出极微小的信号传感器和微电子芯片及计算机把这些传感器、微型计算机芯片埋入桥梁材料中。桥梁材料可以用各种神奇的材料构成，例如用形状记忆材料。埋在桥梁材料中的传感器得到某部分材料出现问题的信号，计算机就会发出指令，使事先埋入桥梁材料中的微小液演变成固体而自动加固。
3、结语
目前，智能材料尚处在研究发展阶段，它的发展和社会效应息息相关。飞机失事和重要建筑等结构的损坏，激励着人们对具有自预警、自修复功能的灵巧飞机和材料结构的研究。以材料本身的智能性开发来满足人们对材料、系统和结构的期望，使材料结构能“刚”“柔”结合，以自适应环境的变化。在未来的研究中，应以以下几个方面为重点。
（1）如何利用飞速发展的信息技术成果，将软件功能引入材料、系统和结构中；
（2）进一步加强探索型理论研究及材料复合智能化的机理研究，加速发展智能材料科学；
（3）加强应用基础研究。

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醋酯纤维： 由含纤维素的天然材料经化学加工而成，肯有丝绸的风格，穿着轻便舒适，有良好的弹性和弹性回复性能，不宜水洗，色牢度差。
涤纶： 属于聚酯纤维，具有优良的弹性和回复性，面料挺括，不起皱，保形性好，强度高，弹性又好，经久耐穿并有优良的耐光性能，但容易产生静电和吸尘吸湿性差。
锦纶： 为聚酰胺纤维，也是所谓的尼龙，染色性在合成纤维是较好的，穿着轻便，又有良好的防水防风性能，耐磨性高，强度弹性都很好。
丙纶： 外观似毛戎丝或棉，有蜡状手感和光泽，弹性和回复性一般不易起皱比重小，轻，服装舒性好，能更快传递汗水使皮肤保持舒适感，强度耐磨性都比较好经久耐用，不耐高温。
氨纶： 具有优良弹性又称弹力纤维，也称莱卡，弹性好，手感平滑，吸湿性小，有良好耐气候和耐化学品性能，可机洗，耐热性差。
维纶： 织物外观和手感似棉布，弹性不佳，合湿性好比重和导热系数小，穿着轻便保暖，强度耐磨性较好结实耐穿，有优良耐化学品，日光等性能。
纯麻细纺： 具有细密、轻薄、挺括、滑爽风格，有较好的透气性和舒适感。
夏布： 是中国传统纺织品，织物颜色洁白，光泽柔和，穿着时有清汗离体、挺括凉爽的特点。
交织麻织物： 质地细密、坚牢耐用，而面洁净，手感均比纯麻织物柔软，穿着舒适。
派力司： 是羊毛混合涤纶，表面光洁、质地轻薄、手感爽利、挺括搞皱、易洗涤易干，有良好穿着性能。
华达呢： 又名轧别丁，手感滑糯而实，质地紧密且富有弹性，布面光洁平整色光柔和自然。
啥味呢： 由混用衣料加工法不同，分毛面啥味呢、沅面啥味呢及混纺啥味呢、毛面啥味呢沅泽自然柔和，底纹隐约可见，手感不板不糙，糯而不烂，有身骨，光面啥味呢面无茸毛，纹路清晰，光洁平整无极光，手感滑而挺括。混纺啥味呢，挺括抗皱，易洗免烫，有较好服装保形性。
薄花呢： 质地轻薄、手感滑爽、穿着舒适、挺括、吸湿好、透气好。
松轻毛织物： 具有轻松柔软、结构松、重量轻、手感柔、有弹性、透气好的特征，穿着舒适。
麦尔登： 粗纺毛织物的一种，手感丰满，呢面细洁平整，身骨挺实、富有弹性、耐磨不易起球，色泽柔和美观。
长毛绒： 亦称海虎绒，绒毛平整挺立，毛从稠密坚挺，保暖性好，绒面光泽明亮，柔和，手感丰满厚实，保暖轻便，具有良好的耐穿性。
粘胶： 吸湿透气好，易染色，织物具有良好手感，穿着舒适，悬垂性好，耐洗涤。
平布： 组织简单，结构紧密，牢固结实，表面平整缺管弹性。
细布： 面料比丝绸坚牢，表面平整细洁，轻薄似绸，柔软，舒适。
府绸： 质地细密、轻薄、布面柔软、滑爽、挺括，表面织纹清晰颗粒饱满，光泽莹润，有好的质感。
巴百纱： 质地很轻薄，穿在身上有很好的舒适感，有良好的吸湿性和透气性，独具稀、薄、爽等风格。
卡其： 织物质地紧密，厚实，坚牢，具有很好的耐磨性，挺括，织纹清晰。
贡缎： 表面光滑、细腻、手感柔软、光泽好、色泽亮丽，有很好的弹性质地紧密不易变形。
绉布： 布面皱缩不平，亦称核桃呢，轻薄柔软，滑爽新颖，易染色。 牛津布：具有特色棉织物，具有手感柔软、光泽自然、布面气孔多，穿着舒适，平挺保形性好。
华达呢： 亦称轧别丁，属细斜纹棉织物的一种。其质地厚实，挺而不硬，耐磨损而不折裂。
棉缎： 属缎纹棉布产品，具有丝样的光泽和缎的风格，手感绵软，质地厚实、有弹性、穿着舒适，外观色泽好。
灯芯绒： 手感柔软，绒条圆直，纹路清晰，绒毛丰满，质地坚牢耐磨。
绒布：触感柔软，保暖性好，穿着舒适，布面外观色泽柔和。
山羊绒： 质地轻盈，又十分保暖，属于独特稀有的动物纤维，在国外有“纤维钻石”、“软黄金”之称，它具有柔软，纤细，滑糯、轻薄、富有弹性等特点并有天然柔和的色泽而且吸湿性好，耐磨性好。
兔毛： 比重小，保暖好，富有弹性，具有吸湿性强，柔软，保暖，美观等特征，抱合力差，强力较低，易落毛。
马海毛： 强度高，弹性恢复率高，抗皱能力强，耐磨性和吸湿性好，防污性强，染色性好，不收缩不易毡缩。
骆驼毛绒： 颜色较浅，光泽弱、手感滑柔，弹性和强度好，保暖好，耐磨性好。
精纺毛织物： 织纹清晰，色彩鲜明柔和，质地紧密，手感柔软，挺括而有弹性。
粗纺毛织物： 质地厚实，手感丰满结实，不易变形，保暖性好。
长毛绒： 丰满厚实，手感柔软，弹性丰富，保暖性好，不易变形。
缎： 质地细密柔软，表面光滑明亮，精致细腻。
合成纤维长丝： 坚牢，耐磨，易洗，容易干，而且不易起皱，不变形等特征。
麻棉混纺： 棉吸湿性好，染色性好，保暖性好，麻有强度高，天然光泽好，染色鲜艳，不易褪色，耐热好，麻棉混纺，外观不如纯棉织物干净但光泽好，有柔软感，较挺爽，散热性好，不易褪色。
涤麻混纺： 涤不易变形，不起毛，麻强度好，光泽好，不易褪色，涤麻混纺弥补了一些不足使织物挺爽，吸湿性好，穿着舒适，易洗快干，减少起皱，起毛。
进口长绒棉： 吸湿排汗显著，保护近肌肤，着色好，强力好，伸缩性佳等特点，手感柔软，光泽柔和，质朴，保暖性好。
绢丝： 世界各地公认华贵的天然纤维，属高级纺织原料，具有较高强伸度，纤维细而柔软，平滑有弹性，吸湿性好，织物有光泽，有独特“丝鸣”感，穿到身上滑爽，舒适，高雅华贵。
真丝：亮丽、高贵，一定的直丝含量，可使产品手感更滑爽，组织更密实，富有光泽，舒适，高雅，华贵，有良好弹性强度，吸湿性好，穿着透气，舒适。
天丝： 是一种环保纤维，在提纯纺丝过程中，用高科技工艺，保护具天然纤维所有特性，它吸湿透气性强，织物悬垂，丝质滑爽，染色鲜艳等特性。反复洗涤，日晒也不失诸多保健功能，不易起球。
丝光棉纱线： 具有丝一般亮丽的光泽，高等级的色牢度和良好的手感，具有棉的透气柔软吸湿性，又有丝一般滑爽亮的特征。
台湾天丝： 在毛衫织造中加入一跟纤维，既增强美感，又弥补天丝的功能缺陷，光泽好，色泽亮丽，衣物不变形，不易起毛起球，不易褪色。
竹纤维： 一种环保纤维，竹子有抗菌防紫处线特征，在纤维提纯过程中用高科技工艺保护具天然的抗菌抑菌，除臭和防紫外线物质，具有透气强、织物悬垂、丝质滑爽、染色鲜艳、抗菌、除臭、防紫外线、反复洗晒也不失诸多功能。
晴纶： 俗称“人造羊毛”具有柔软、保暖、强力好的特性，表面平整，结构紧密，不易变形，水洗后缩水极小。
丝光羊毛： 光泽柔和，细致柔软，吸湿性强，透气性好，舒适而不粘具有一般保暖功能并使人体保持清爽，有较好的耐热性。
100%美丽诺超细羊毛： 表面光滑平整，抗起球，经过剥鳞处理，减小毡收缩，缩水率低，机洗后不发生变形，光泽度好，弹性优良，保暖性好，手感丰满，柔软舒适，适宜贴身穿着。驼绒： 属粗纺毛织物，具有质地松软富有弹性，绒面丰满，手感厚实，轻柔保暖。
毛粘混纺： 具有与线纯毛织物相似的外观风格和基本特点，外观更为细腻。
天丝、亚麻混纺： 织物手感丰满、滑糯、有真丝般光泽、悬垂性好，挺实爽身。
涤棉混纺： 可以弥补涤纶吸湿性小、透气舒适的美之不足，外观光洁，手感厚实，富有弹性，坚实耐穿，保形性好。
涤绢混纺： 既有毛型的柔润，又有丝绸的滑爽，光泽柔和明亮，挺括，免烫、坚牢耐用。富有弹性，缩水率比纯丝小。
涤粘华达呢：特征为挺括、免烫、具有毛型感和弹性。
涤：晴隐条呢：挺括，成衣变形小，易洗快干，免烫，保形，缩水率