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高分子复合材料的现状
在高分子复合材料中，纤维增强材料应用最广，应用最多。 其特点是比强度和比模量大，比重小。 例如，由碳纤维和环氧树脂组成的高分子复合材料，其比强度和比模量比钢和铝合金大数倍，并具有优良的化学稳定性、抗摩擦耐磨性和自改善性。 润滑、耐热、抗疲劳、抗蠕变、降噪、电绝缘等性能。
现代高新技术的发展离不开高分子复合材料，而高分子复合材料在现代科学技术的发展中起着非常重要的作用。 复合材料的研究深度和应用广度以及生产发展的速度和规模已成为衡量一个国家科技先进水平的重要标志之一。
高分子复合材料市场情况如下：
一是清洁可再生能源用高分子复合材料，包括风力发电用高分子复合材料、烟气脱硫装置用高分子复合材料、输变电设备用高分子复合材料、天然气和氢气用高压容器等;
二是汽车及城市轨道交通用高分子复合材料，包括汽车车身、车架及车身覆盖件、轨道交通车身、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电箱等；
三是民航客机用高分子复合材料，主要是碳纤维高分子复合材料，热塑性高分子复合材料约占10%。 主要产品为机翼部件、垂直尾翼、鼻罩。
高分子复合材料技术已发展成为重要的现代应用技术之一，主要具有以下特点：①优异的附着力； ②优良的力学性能； ③耐化学腐蚀； ④材料安全。
导热高分子复合材料
固体内部的热传导载体是电子、光子和声子。 对于聚合物来说，通常是没有自由电子的饱和体系，热传导载体是声子，热传导主要靠晶格振动。
聚合物的相对分子质量很大，具有多分散性，分子链以无规缠结的形式存在，很难完全结晶。 另外，分子链的振动对声子有散射作用，使高分子材料的导热率小。
为了使聚合物具有更好的导热性，可以通过以下两种方式进行改性： diyi，合成具有高导热性的聚合物。 例如，可采用导热性好的聚苯胺，通过电子热传导机制导热； 或者可以合成具有完全结晶性的聚合物以通过声子导热。 二是在聚合物中填充高导热物质制备聚合物基导热复合材料。 如氮化铝（AlN）、碳纤维填充环氧树脂（EP）导热复合材料。
在生产实践中，通常采用添加高导热填料的方法来提高高分子材料的导热性能，以获得导热高分子复合材料。 用高导热填料填充聚合物是制备高导热材料的常用方法。 导热填料的种类、温度、结晶度、分子链取向密度和湿度都会影响导热聚合物复合材料的导热性能。
导热聚合物复合材料的导热性能最终取决于填料及其在聚合物基体中的分布。 填料含量过多时，会影响复合材料的力学性能； 当填料含量较少时，对材料的导热性能影响不大。 当填料含量增加到一定值时，填料相互作用，在体系中形成链状导热网络链。 当导热网络链的方向与热流方向一致时，热阻最小，导热性能最好。 最好的; 否则，最糟糕的。
导电高分子复合材料
导电高分子的原料一般是具有较强导电作用的聚合物或填料。 随着科学技术的不断发展，具有良好导电性的高分子复合材料被研制成功，而随着高分子复合材料的发展，导电高分子材料的广泛应用也增加了抗静电、电磁波屏蔽等功能，使得导电高分子材料的巨大技术突破。
目前，根据导电高分子材料的不同性能，可分为半导体材料、高导材料、热敏导体材料等，材料成分不仅包括金属材料，如铜、铝等., 还有碳基聚合物。 该材料大大增加了导电高分子复合材料的稳定性，同时降低了生产成本。
由于导电高分子复合材料的优点，传统的工作方式有了很大的改进。 例如，在开关元件的生产过程中，传统的导电材料虽然可以保证开关中电流的有效传输，但金属材料会产生无用功率，导体过热会引发安全事故。 因此，高分子复合材料在开关元件生产中的应用，可以有效保障用电安全。
同时，利用高分子复合材料的热效应，可以制作热敏传感器，提高能源利用率。 此外，导电高分子复合材料还广泛应用于航空电子、火力发电系统、建筑施工等领域的生产。
纳米聚合物复合材料
纳米材料以其独特的小尺寸效应、界面效应以及光、电、磁、声、热力学、催化等方面的奇异功能，与聚合物的韧性、加工性、介电性能、阻隔性能完美兼容。 合并。 它是以聚合物为基体，通过填充、共混、增强等技术，将具有纳米材料尺寸效应和量子效应的刚性颗粒（小于100nm）材料分布在基体中； 也可以是其他高分子材料或有机物。 ，采用共聚、接枝、交联等方法形成的新型复合高分子材料。
纳米高分子复合材料一般具有以下特点：
①优于常规材料：如聚合物/层状无机纳米复合材料，由于聚合物分子进入层状无机纳米材料层间，分子运动受到限制，从而显着提高复合材料的热性能和材料的耐久性。 尺寸稳定性。 与传统复合材料相比，纳米复合材料的力学性能和热学性能有了很大的提高。
②基体外材料用量少：就填充纳米复合材料而言，只需少量填充材料，如3%～5%质量分数，即可实现对高分子材料的改性，可使强度、模量、韧性、刚度和阻隔性能显着提高，而用量是常规填料的4～6倍之多。
③良好的热稳定性和力学性能：该类材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性，其力学性能有望优于纤维增强聚合物体系。
高分子复合材料应用
1. 环氧树脂和聚酯
将纳米SiO2复合材料添加到环氧树脂中，由于表面严重缺乏配位，表现出极强的活性，巨大的比表面缺氧使其易于与环氧树脂中的氧键合，提高分子间键合力； 同时，一些SiO2颗粒还分布在聚合物键的孔隙中，可以提高环氧树脂复合材料的强度、韧性和延展性。
塑料包装材料是以合成树脂和二氧化硅颗粒为主要化合物，掺入各种化学助剂制成的。 其主要产品为环氧树脂和有机硅树脂系列。 与纳米SiO2复合材料混合后，使用性能大大提高，添加到环氧树脂中也有利于拉丝。
2、橡胶工业
以往对橡胶的改性多通过添加炭黑来提高强度。 纳米SiO2复合材料可部分替代白炭黑用于橡胶制品，可改善橡胶的弹性、耐磨、抗老化等性能。 但加入炭黑处理后，产品会变黑。 为了制造彩色橡胶，使用白色SiO2颗粒作为补强剂，或将SiO2颗粒着色制成彩色橡胶制品。
SiO2颗粒为三维链状结构，均匀分散在橡胶大分子中，并与其形成三维网络结构，从而提高制品的强度、弹性和耐磨性。 同时，纳米SiO2复合材料对波长为499nm的紫外线的反射率为70%～80%，因此该材料可以屏蔽紫外线，提高材料的抗老化效果。 例如，胎侧橡胶的弯曲性能从10万次提高到50万次。
3、纤维制品
纳米无机粒子的出现，为制备各种功能材料开辟了新途径。 例如，在合成纤维中加入少量UV-Ti-纳米二氧化钛，可使合成纤维抗老化，用它制成的服装和用品，具有抗紫外线功能； 如防紫外线遮阳伞等。
日本帝人公司在化学纤维中掺入SiO2/ZnO，所得化学纤维具有除臭和净化空气的功能； 这种纤维被用来为长期卧床的病人和医院制作除臭敷料、绷带、睡衣等。
日本公司在锦纶纤维中加入ZnO，生产出具有抗紫外线功能的纤维，具有除臭、消毒等功能。 它类似于塑料的改性，在各种家电、手机、电视、电脑、微波炉等领域得到了肯定。 现在日本、韩国和美国市场上都有防电磁的衣服。
4、汽车行业
1991年，日本丰田汽车公司和三菱化学公司研制成功PP/EPR（乙丙橡胶）/纳米复合材料，克服了以往PP改性材料韧性增加、断裂伸长率降低的缺点，具有高流动性。 高刚性、高刚性、耐冲击，用于制造汽车前后保险杠，同年实现工业化生产，称为“丰田超级烯烃聚合物”。 广泛用于汽车工业、食品包装等，其潜在的广泛应用还包括飞机内饰材料、电子产品、电子元器件、防护罩结构件、刹车和轮胎等。
5. 军工
一些国家广泛使用复合材料生产产品，例如用它来降低坦克和装甲车的质量，显着提高各种作战技术的性能，同时降低成本。 Z 近年来，轻型坦克不断推出。
由复合材料制成的装甲车比钢制装甲车轻约 27%。 发动机系统体积的减小可减轻约40%的重量。 有20多个部件可以减轻重量。
比如美国的Ml坦克就是薄钢板+增强尼龙+陶瓷+铝合金钢板。 又如美国坦克发动机使用石墨来增强聚酰胺酰亚胺或耐热尼龙。
