西南林業大學高分子基面米復合材料的現狀與前景專業：［木材科學與技術］班級：［研一（5）班］學生姓名：［趙大偉］導師：［陳太安］完成時間：2013年8月13日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1納米技術及其應用 2\o"CurrentDocument"1.1納米科學與技術 2\o"CurrentDocument"1.2納米材料 3\o"CurrentDocument"1.3納米材料的制備方法 3\o"CurrentDocument"2木材中的納米結構 4\o"CurrentDocument"2.1納米層 4\o"CurrentDocument"2.2納米CMF和Matrix以及納米晶胞 6\o"CurrentDocument"2.3纖維素分子鏈簇 6\o"CurrentDocument"3納米技術在木材方面的應用 6\o"CurrentDocument"3、1木質基/無機納米復合材料的研究進展 7\o"CurrentDocument"3、1、2溶膠---凝膠法制備木質基/無機納米復合材料 7\o"CurrentDocument"3、1、3插層復合法 8\o"CurrentDocument"3、2纖維素基/無機納米復合材料 8\o"CurrentDocument"3、3高分子基/納米材料的表征方法 9\o"CurrentDocument"3、3、1X射線衍射技術 10\o"CurrentDocument"3、3、2電子顯微技術 10\o"CurrentDocument"3、3、3熱分析技術 10\o"CurrentDocument"3、4制備天然高分子基/納米復合材料的主要問題 11\o"CurrentDocument"4天然高分子基/納米復合材料應用前景 11\o"CurrentDocument"參考文獻 12高分子基/納米復合材料的現狀與前景摘要：綜合介紹了近年來天然高分子基/納米復合材料的制備，對木材/無機納米復合材料研究進展進行了總結與歸納，并且基于木材細胞壁的層構造及其主成分的堆積模型，提出了木材中的納米空隙構造、納米構造單元、納米木材等新概念。木材中的納米空隙預示著木材具有收容納米微粒、納米管、納米棒等納米結構單元的空間,木材基/無機納米復合材料可以在0-2，0-3尺度上進行操作，并且提出了制備木質基/無機納米復合材料的方法可以為溶膠-凝膠法、插層法以及提出了納米復合材料的幾種表征方法，也提出了一些現階段木質基/納米復合材料所存在的一些技術盲點和對未來木質納米復合材料的前景進行了展望。關鍵字：納米尺度；納米復合材料；納米結構Abstract:TheGreatWallbigstandardvarietybodystartartsongtiinJaneChinesedragonlightGuTiGreatWallroundlinekaiticomprehensiveintroducedinrecentyears,/naturalpolymernanocompositeby,onthewood/inorganicnanocompositematerialsresearchprogressonthesummaryandinduction,andbasedonthecelllayerstructureofwoodandofmaincomponentsofaccumulationmodel,putforwardthenanospacestructure,lumbernanometertectonicunits,nanowoodandothernewconcept.Lumbernanometergapinthatwoodisholdingthenanoparticles,nanotubes,nanosticknanostructureunitspace,woodbase/inorganicnanocompositematerialscan0-0-2in3scalesoperation,andputforwardthepreparationwoodinessbase/inorganicnanocompositemethodcanserveassol-gel,insertedlayermethodandputsforwardseveralkindsofthenanocompositespresented.differentmethods,butalsoputforwardsomepresentwoodenbase/nanocompositessomeoftheexistingtechnologytoblindspotsandfuturewoodinessnanocompositeprospect.Keywords：Nanometerscale;nanocomposites;Nanostructure納米科學技術自誕生以來所取得的成就以及對各個領域的影響和滲透一直引人注目，被譽為21世紀最有前途的材料。1990年起納米科技正式有了專業名稱，其標志是美國巴爾的摩首屆納米科技會議并決定出版的納米結構材料、納米生物學和納米技術3種國際刊物，世界各國對納米科學與技術投入了巨大的人力和物力進行研究美國自1999年在自然（400卷）發布重要消息：“美國政府計劃加大投資支持納米技術的興起，并把納米技術列入了政府關鍵技術、2005年戰略技術”。歐共體的尤里卡計劃、日本的創造科學技術推進事等都將發展納米科學技術研究列入重點發展計劃［1］。我國的自然科學基金、863項目、973項目、攀登計劃以及國家重點實驗室都將納米材料列為優先資助項目。國家自然科學基金在2002年項目指南中強調：“納米科技是21世紀可能取得重要突破的領域之一，其與生命科學的交叉研究將得到足夠的重視和支持”。從木材科學國內外研究的概況、水平和發展趨勢看，近年來無機木材改性劑以其價格低廉、天然無毒日益受到人們的關注，其加工性能與普通木材相同，對層積、膠合、涂飾無不良影響，其力學強度除韌性有所下降外，彎曲強度、硬度、耐磨性明顯提高，具有優良的阻燃性和耐腐性，能最大限度地保留木材的視覺環境學特性［2］。因此納米技術及其在木材科學中的應用是木材科學界所關注的高新技術之一，木質基無機納米材料將被賦予新的功能。1納米技術及其應用1.1納米科學與技術納米科學與技術（Nano-ST）是20世紀80年代末誕生并在蓬勃發展的高新科技。納米（nanometer）是一個長度單位，簡寫為nm。1nm=10-3um=10-6mm=10-9m=10A。氫原子的直徑為1A,即0.1nm,10個氫原子排列起來的長度等于1nm,由此可見納米是一個極小的尺寸。因此納米科學與技術的基本涵義是在0.1~100nm范圍內研究物質組成體系的運動規律和相互作用以及可能的實際應用中的技術問題通過直接操作和安排原子、分子而制造新的物質［3］。它標志著人類認識和改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，涉及到原子物理、凝聚態物理、膠體化學、配位化學、化學反應動力學和表面、界面科學等多種學科。從狹義上看納米科技主要包括納米材料學、納米化學、納米體系物理學、納米生物學、納米電子學、納米力學和納米加工學。目前在木材科學可應用的技術是納米材料技術。納米材料大致可分為納米粉末（0維）、納米纖維（1維）、納米膜（2維）、納米復合材料（3維）等。其中納米粉末研究開發最為成熟，是制備其他納米材料的基礎。1.2納米材料涉及到木材科學應用的納米材料是納米顆粒和納米復合材料兩類，因此有必要對這兩類納米材料有深入的了解。納米粉末又稱為超微粉或納米顆粒。這類材料的尺寸一般為1~100nm之間，是一種介于原子、分子與宏觀物質之間，處于中間狀態的固體材料。納米材料的物理、化學性質既不同于微觀的原子、分子，也不同于宏觀物體，納米介于宏觀世界與為微觀世界之間，又稱為介觀世界，具有量子效應、小尺寸效應、表面效應和分形聚集特性等，從而表現出許多特有的性質，可用于光、電、磁、敏感和催化等領域，或根據納米顆粒的特性設計紫外反射涂層、紅外吸收涂層、微波隱身涂層以及其他納米功能涂層。因此，從應用的角度上看納米顆粒的概念應為［5］：物質顆粒體積效應和表面效應兩者之一顯著變化或者兩者都顯著出現的顆粒叫做納米顆粒或納米微粒。這為木材改性與納米材料結合所要達到的要求指明了方向。納米復合材料的概念是指分散相尺寸有一維小于100nm的復合材料。納米復合材料與常規的無機填料/高分子材料復合體系不同，不是無機相與有機相的簡單混合，而是兩相在納米至亞微米尺寸范圍內復合而成，兩相界面間存在著較強或較弱的氫鍵、范德華力等結合［4］。因此，木材作為一種天然有機高分子材料與無機納米材料復合構成木質基無機納米復合料不僅應具有納米材料的顆粒體積效應、表面效應等性質而且還要將無機物的剛性、尺寸穩定性和熱穩定性與木材的韌性、加工性、介電性以及獨特的環境學特性揉合在一起從而產生許多特異的性能。納米復合材料其構成形式按基體形態分為［5］:0-0型，0-2型，0-3型（哈）。。-0型是不同成分不同相或不同種類的納米粒子復合而成的納米復合材料，主要體現在納米微粒填充合物原位形成的納米復合材料。0-2復合是把納米微粒分散到二維的薄膜材料中，得到納米復合薄膜材料，有時也將不同材質構成的多層膜稱為納米復合薄膜材料。0-3復合是將納米微粒分散到常規三維固體粉體中，填充納米復合材料的合成，從加工工藝的角度考慮主要采用0-3復合形式。隨著納米科技和木材科學的發展，從理論角度上看除0-0型外，如果將木材細胞壁看作二維的米膜材料，則0-2型和0-3型復合形式都有可能在木材保護與改性中應用。1.3納米材料的制備方法納米復合材料的制備按基體種類可分為金屬基納米復合材料、陶瓷基納米復合材料和高分子基復合材料，按復合方式不同可分為納米-納米型、晶內型、晶間型和晶內-晶間混合型納米復合材料［引。木材是一種天然有機高分子聚合物，屬于高分子基納米復合材料，其復合方晶粒內或晶粒間。高分子聚合物基納米復合材料的制備方法主要有9］：納米微粒直接分散法、原位復合法、插層復合法、輻射合成法、前驅體法、LB膜技術等合成方法。2木材中的納米結構有學者把木材中的空隙分為永久空隙和瞬時空隙所謂永久空隙一般是指在干燥或濕潤狀態下其大小、形狀幾乎不變化的空隙，如：細胞腔、紋孔室等瞬時空隙則是由于潤脹劑一時形成，干燥時完全消失掉的空隙，例如：細胞壁中空隙等。我們可以按尺度大小把木材中的空隙劃分為【6-7】：宏觀空隙、微觀空隙和介觀空隙。所謂宏觀空隙是指用肉眼能夠看到的空隙，例如：以樹脂道、細胞腔為下限空隙微觀空隙則是以分子鏈斷面數量級為最大起點的空隙，例如：纖維素分子鏈的斷面數量級的空隙介觀空隙則是不同于宏觀和微觀空隙，三維、兩維或一維尺度在納米量級（1?100nm）的空隙，因此可以稱作納米空隙。一般介觀空隙是可以用電子顯微鏡觀察到的尺度。介觀空隙或納米空隙存在于針葉樹材具緣紋孔塞緣小孔、單紋孔紋孔膜小孔、干燥或濕潤狀態下木材細胞壁空隙、潤脹狀態下微纖絲間隙之中，其中以微纖絲間隙尺度為最小。木材中納米尺度空隙存在，意味著木材本身具有收容納米微粒（粉體、納米管、納米棒等其它納米結構單元相同數量級的固有空間，而不用特意開鑿。納米構造單元是指構成木材塊體的納米尺度的基本結構實體作者按照木材細胞壁的層構造、主成分的堆積模型，把木材中的納米構造單元由大到小劃分為：納米層、納米纖維素微纖絲（CMF）和基體物質（這里簡稱半纖維素和木素為Matrix）、納米晶胞、纖維素分子簇。2.1納米層木材的細胞壁層構造以管胞、木纖維為例。如圖1所示，管胞、木纖維細胞壁是由初生壁P、次生壁的外層S1、中層S2和內層S3組成。胞間層I和初生壁P、次生壁內層S3的厚度為納米尺度，故稱作納米層，如果把細胞壁看作圓筒狀，則可以把初生將、次生壁內層S3看作納米圓筒。圖1管胞、木纖維細胞壁的壁層構造2.2納米CMF和Matrix以及納米晶胞依據Goring等⑴提出的細胞壁斷續層構造模型或Goto：io-ii：的測定結果，如果把微纖絲CMF斷面看成是長方形的話，寬約7-10nm，長約15?20nm。Matrix部分寬約3.5nm左右［⑵。由此可以說木材細胞壁中的CMF和Matrix都是納米數量級的。根據Meyer-Misch模型［⑶（圖2）,纖維素I晶胞的晶格常數a=0.835nm,b=1.03nm,c=0.79nm.因此可以把纖維素結晶區中的晶胞看作是納米晶胞。圖2纖維素I的晶胞模型2.3纖維素分子鏈簇按照Meyer-Misch模型，如果把纖維素分子鏈的斷面看作圓截面，則可以推算其直徑約0.6nm左右［13］。這樣，如果納米尺度定義在1?100nm范圍內的話，2根纖維素分子鏈以上的纖維素分子鏈簇便能夠達到納米尺度的下限。因此，可以定義由2根以上、若干根纖維素分子鏈集聚的集團稱為纖維素分子鏈簇。3納米技術在木材方面的應用納米技術在木材方面的應用技術主要有木質基/無機物納米復合材料、木質纖維素/無機物納米復合材料等。并且所復合成的納米木質基復合材料的大部分力學性質，如硬度、耐磨性、耐腐蝕性、熱穩定性以及耐候性等都有很大的提高。3、1木質基/無機納米復合材料的研究進展木質基/無機納米復合材料屬于天然高分子/納米納米復合材料，其制備方法有插層復合法和溶膠--凝膠法等，但現在大部分的木質基/無機納米復合材料的制備都采用溶膠---凝膠法。3、1、2溶膠…凝膠法制備木質基/無機納米復合材料溶膠---凝膠法：用溶膠---凝膠法制備的高分子--無機納米復合材料已有10幾年的歷史，目前是國內外研究的熱點課題。國際上日本京都大學農學部的K.Ogiso,S.saka等人MM在1992年開始開發了將溶膠--凝膠法應用于制備木材無機復合材，使得沉積在木材細胞壁上所得無機微粒可達100nm。溶膠-凝膠法是將金屬無機化合物、二氧化硅、氧化鋁等前驅體溶于溶劑（水或有機溶劑）中形成均勻的溶液，溶質與溶劑產生水解或醇解反應，反應生成物聚集成幾個鈉米左右，反應生成物是各種尺寸（約100nm）和結構的溶膠粒子。溶膠經干燥后即得干凝膠，使得無機納米材料在木質基納米微觀環境中與木材中的羥基等其他基團發生物理與化學發應，復合成木質基/無機納米材料。應用本方法已成功地制備了許多木質基/納米粒子復合材料，例如1998年孫立等【18】采用溶膠-凝膠法將以硅的醇鹽為主要組分的前軀體溶液注入常規預處理或偶聯劑（GPTMS）預處理的木材試樣，在熱處理條件下反應，使氧化硅在木材細胞壁內形成核，聚集并長大,制成木材/二氧化硅納米復合材料。王西成等［20-25］以AlCl3__6H2O為原料，制備高鹽度堿式氯化鋁Al（OH）C1,作為催化劑及網絡形成劑參與陶瓷前驅體中TEOS、GPTMS的水2 n6-n解、縮聚反應將其注入木材并熱處理，得到高性能的（AL-,Si-）陶瓷化木材，且探討了木材與二氧化硅無機相間的化學鍵性質，在力學、阻燃、耐腐蝕性和尺寸穩定性等方面較素材有較大的提高。2001年廖秋霞［26］等以硅酸乙酯作為無機納米前體，以甲基丙烯酸甲酯為有機改性單體，經無機前體的溶膠-凝膠過程或與有機單體原位聚合同時進行制得木材-SiO2復合材料與木材-PMMA-SiO2復合材料。1997年S，Saka.H.Miyafuji及T.ueno［27-28］采用凝膠法和溶膠-凝膠（sol-gel）分別制備成功TiO2和SiO2木材無機復合材具有較好的尺寸穩定性、阻燃性及力學性質。1998年Fumie.T，Saka.Setc［29］通過溶膠--凝膠法并加入抗微生物的TMSAH藥劑制備木材/無機復合材取得較好的效果。1998年H.Miyafuji，S.Saka【3。】制備SiO2-P2O5-B2O3多元復合木材無機/納米復合材，具有特別優良的阻燃性。1995?1999年Mougel.E等［31］通過注入水泥制成控制木材/無機復合人造板，制備了具有較好的聲學特性和機械性能。2001年Jian-zhang.L.T.Furuno等［33］制備乙酰化的SiO2木材/無機復合材具有特別優良的尺寸穩定性等。以上制備木質基/納米復合材料的方法都是溶膠---凝膠法，都是利用木材是一種多孔的高分子材料，使前驅體或者無機納米材料隨著溶液滲透到木材中的微米或者納米空隙中。所以如果先對木材進行一些方法的預處理如間歇微波處理、超臨界處理和真空處理等來提高木材的滲透性，這樣無疑有利于前驅體溶液和無機納米材料溶液的滲入。并且此種方法的關鍵是如何最大限度的將納米級材料送入木材內部，并且使其在木材內部分布均勻，降低團聚率。3、1、3插層復合法插層復合方法是利用層狀無機物(硅酸鹽粘土)作為主體，將有機單體作為客體插入無機物夾層間原位聚合或聚合物直接插進夾層間，進而破壞硅酸鹽的片層結構，實現高分子與粘土類層狀硅酸鹽在納米尺度上的復合，達到制備有機/無機納米復合材料的目的。按照復合過程分為插層聚合法(Inter-calationpolymerization)和聚合物插層法(polymerintercalation)兩大類。插層復合方法是有可能應用于木材改性的方法之一，但現在國內對這種方法用于木材的改性的研究視乎是微乎其微的，原因可能就是木材內部幾乎不存在連續的夾層間隙，現在還沒有找出一種能有效的人為的使木材內部呈現出納米級別的夾層空隙。插層復合木質基/納米復合材料法無疑是以后木材科學工作者的研究熱點。3、2纖維素基/納米復合材料纖維素是天然高分子化合物，化學結構式為((C6HlO05)11)，它是生物圈內最豐富的有機物質，占植物的50%以上。纖維素組成是葉干重的l0%左右，木材干重的50%，麻纖維占總體的70?80%，棉纖維為的90?98%。纖維素是線型葡聚糖，殘基間通過(1刈一4)糖苷鍵連接的纖維二糖可看成是他的二糖單位。分子式可寫作(C6Hl005)n。分子長度在100至14000個殘基。纖維素鏈中每個殘基相對于前一個殘基反轉1800,使鏈采取完全伸展的構象。相鄰，平行的(極性二致的)伸展鏈在殘基環面的水平向通過鏈內和鏈間的氫鍵網形成片層結構(sheetstructure)，片層之間即環面的垂直向靠其余氫鍵和環的疏水內核間的范德華維系。這樣若干條鏈聚集成緊密的有周期性晶格的分子束，稱微晶或膠束。多個這樣的膠束平行的共處于電鏡下呈線狀的微纖維中，纖維間是排列疏松無序的多糖鏈。纖維素納晶(NCC)是一種具有優良性能、可望應用于多種領域的天然納米材料。它是纖維素的最小物理結構單元，長約200nm，直徑約為10nm。纖維素納晶具有獨特的性質，這些性質與纖維明顯不同，也不同于微晶纖維素。纖維素納晶隨其濃度的不同而分別呈現出透明、渾濁、凝膠及晶狀固體。NCC既可發生隨機分布，使體系成各向同性，也可產生手性列相，使體系成各向異性，當這種各向異性的體系干燥后就可表現出彩虹色彩，NCC的顏色可通過調節其懸浮液的離子強度而制得。所以也可以用纖維素納晶為1維的納米級增強材料，與其他的高分子基復合成納米新型材料。以纖維素為模板合成0--1型納米纖維材料的研究在這幾年得到了很大的發展，因為纖維素具有帶狀或管狀結構，一般其中纖維素在自然界中最為常見，方便易取，并且符合綠色化學的要求。以纖維素為模板制備納米粒子的過程中一般不需要有機添加劑，還原劑等，避免給環境造成負擔、避免了排放有害物質。學者們稱他們的研究方法為“綠色處理”，因為它僅僅需要加熱、晶格化纖維素和金屬鹽。而其他獲得不同大小尺寸的均勻納米金屬晶體的方法則需要用強腐蝕性化學物質作為還原劑和穩定劑。Shill等選用植物纖維進行了相關研究。他們將有序的白楊木和松木纖維細胞進行表面活性劑為模板的原位礦化，然后將其燒結去除有機物，得到了多孔的二氧化硅陶瓷化物質。這種多級多孔材料不僅完全再現了原始木材組織的細胞結構，而且在細胞壁中也包含了有序的中孔結構。Huang等【34】采用多次循環浸漬的方法增加了模板對二氧化鈦和氧化鋯凝膠的吸附量，通過這種方法分別得到了紙模板和棉纖維模板的二氧化鈦和氧化鋯材料。2004年He等【32】以絲綢為模板，通過溶膠一凝膠的方法制備多孔氧化鈦和氧化鋯納米顆粒，然后除去有機物。并以生物形態的氧化物為模板，硼氫化鈉為還原劑制備貴金屬金納米顆粒。2005年IzulIliIchinose等【35】以纖維素為模板，鈦酸四丁酯為前驅體，將前驅體溶解在有機溶劑中，通過過濾的方法，使前驅體附著在濾紙上，通過煅燒除去模板并合成了具有纖維結構的納米Ti02。同年，MKhAIIliniall等【36】以TiPT為前驅體，將蒸餾水用HCl調節PH至適當值，然后將前驅體加入，并不斷攪拌，直至有白色沉淀的溶液變為澄清液，然后棉花浸入該液中兩個小時后再高溫煅燒，即可得到結構為7.9姍的納米顆粒組成的管狀Ti02。纖維素基/納米復合材料是以從木材中分離的較純的纖維素為基體，并且在纖維素基體內部混入一定量的經過預處理的納米材料所復合而成的一種新型材料。根據混入納米材料性質和量的不同可以制成不同功能的纖維菊納米復合材料，例如纖維素基/金屬納米復合材料具有硬度高、尺寸穩定、防靜電、防屏蔽等功能。纖維素麹玻璃纖維納米復合材料具有硬度高、重量比輕、絕緣性強、耐老化性、熱穩定性強等功能。國內對纖維素基/納米復合材料的研究比較少，原因可能是如何能讓納米材料在纖維素中的分布比較均勻，不出現納米材料聚團的現象以及如何處理好膠粘劑、偶聯劑以及其他試劑與纖維素、納米顆粒或者纖維的關系，使得所復合的材料具有較強的結合能力和性能。纖維素基/納米復合材料的制備過程一般包括，木質纖維素分離與表面改性處理以及含水率的水平、納米級材料的選取與表面改性處理、膠黏劑、偶聯劑的選取以及熱壓時溫度、壓力、外界環境的濕度控制等過程。纖維素基/納米復合材料的制備方法可以采用共混法，通過物理方式如研磨分散、膠體磨分散、球磨分散、砂磨分散、高速攪拌等方法使已經處理完的納米級材料在纖維素內部與表面分布均勻，然后進行板桎的氣體鋪裝以及對其進行有效的熱壓處理，最后對復合材料進行有效的后期處理。3、3高分子基/納米材料的表征方法復合材料的化學組分及其結構是決定其性能和結構的關鍵因素。在納米尺度上對復合材料的表征顯得非常重要。高分子基納米復合材料的表征技術可分為結構表征和性能表征兩個方面。納米單元的結構特征可以采用x射線光電予能譜(XPS)、俄歇電子能譜(AES)，離子能量損失譜(ILS)，TEM等來表征。而界面結構及相互作用用表征技術很多，XPS，AES，激光拉照光譜、紅外光譜等均可用于研究和表征納米粒子/高聚物的相互作用等；而高聚物界面層的性質可以用DSC、動態粘彈譜、介電譜等表征。3、3、1X射線衍射技術廣角X射線衍射(WARS)可用于確定納米單元的結構參數，看是否存在結構畸變等；對其衍射譜進行徑向分布函數處理，還能獲得納米粒子或基體近鄰原子排布的變化情況。小角x射線散射(SAXS)可用于測定粒子的粒徑分布、體積分數和粒子/基體界面面積，且粒子排布造成的干涉效應也能在曲線上反映出來，可以給出納米晶的晶型和晶體形態的表征數據。3、3、2電子顯微技術掃描電子顯微鏡(SEM)主要用于觀察納米粒子的形貌、納米粒子在基體中的分布情況等；常用于復合材料中的納米相粒子的聚集狀態的觀測，反映聚集態的納米粒子的大小。一一般只能提供亞微米的聚集粒子大小及形貌的信息。TEM用于研究納米材料的結晶情況，觀察納米粒子的形貌、分散情況及測量和評估納米粒子的粒徑。是常用的納米復合材料的微觀結構表征技術之一。高分辨的TEM可觀測到納米粒予的集聚態結構，甚至單個納米粒子的分布狀況。透射電子顯微鏡與圖像處理技術結合可用于確定納米粒子的形狀、尺寸及其分布和粒子間距以及分形維數的確定。對納米粉體的觀測，TEM得到的結果往往是粉體直觀的聚集態結構，也有初級結構。3、3、3熱分析技術熱分析技術是通用型分析測試技術，在測定納米復合材料的熱穩定性方面有其獨特的特點：樣品可在很寬的溫度范圍變化條件下的研究，反應樣品的穩定性程度強，納米復合材料的物理形態可以是任意的，包括固態、液態或凝膠狀態，樣品的用量很少，一般為0.1ug一10mg；實驗的時間很寬，可從幾分鐘到幾個小時，獲得的信息較多等特點。其中包括常用的熱分析技術有：熱失重分析法(TG)，示差掃描量熱法(DSC)、動態力學分析法(DMA)等。3、4制備天然高分子基/納米復合材料的主要問題（1） 如何提高納米級無機顆粒在木材內部微米空間和納米空間的滲透量，降低納米粒子在木材內部的團聚率，使納米粒子在木材內部分散均勻，以及如何更好的保護木材內部的納米粒子。（2） 納米顆粒材料在聚合物基體中的分散及表征，即如何用更加有效的方法準確、清晰的描述納米顆粒在基體材料中的分布與結合形式。（3） 利用某種依據來預測納米材料巾的微區尺寸減小到多大時，材料才能表現出特殊的性能，即微區尺寸與材料性能的定量關系。（4） 納米顆粒材料與聚合物材料的界面粘結狀況以及對復合材料性能的影響。（5） 提高產品的力學性能，并在具有相同力學性能的前提下，盡可能減輕產品質量。過納米級的表面改性制備新的納米無機一有機復合材料。（6） 減小加工過程的能耗和所需資金、設備等的投入，降低制造成本。目前對天然高分子基/納米復合材料的研究仍然處在不成熟階段，納米顆粒在聚合物中良好的分散與復合納米材料的性能密切相關并且是學者們要研究和解決的主要問題。通過建立納米力學模型和對聚合物/納米顆粒界面的性質的深刻理解能夠進行指導，有利于對聚合物納米復合材料的力學性能的優化。4、天然高分子基/納米復合材料應用前景由于我國的可用林業總面積正在逐漸減少，以前的許多珍稀樹種現在已經瀕臨滅絕，而且現在可用樹木的樹徑尺度也越來越小，所以復合材料是現代材料科學發展的主要方向。木材是一種天然的有機高分子復合材料，是應用最廣泛而全球緊缺的工程材料之一，是一種天然生長的生物材料，作為原材料，其應用范圍日益廣泛。在木材性質上集中了許多其他材料不能相比的優點，如強重比大，絕熱，干材絕緣，在適宜使用條件下能耐久，有令人喜悅的材色、結構和紋理，易于加工，可以培育的再生以及再利用和再循環。但在木材的特性中同時存在某些固有的缺點，如易腐性、易燃性、尺寸不穩定性、各向異性、變異性等給加工和利用帶來了許多棘手的問題。為了使木材和木材制品適應某種用途的需要或具有改良木材的某種特性，有必要選擇適宜方法對木材材性進行化學改性處理，制造新型復合木材將納米科技引進到木材科學中極大地擴寬了木材科學的研究領域促進與相關學科的交叉、外延與綜合，使研究深度從細胞水平上升到分子水平，使木質基納米材料將被賦予新的功能。總之在木材科學中具有巨大發展應用前景的是納米科技（納米微粒、納米復合材料、納米仿生技術等）在木材改性方面的應用，所以要使木材科學跟上有關納米復合材料發展的步伐i，占領新的至高點，充分發揮木質納米復合材料的新優勢，使之進入一個新的天地。參考文獻1張立德.納米材料研究的新進展基在21世紀的戰略地位.中國粉體技術,2000,6(1):1~52李堅，吳玉章.無機質復合木材與人造板.北京木材工業,1995(2):15-173張立德，牟季美.納米材料和納米結構.北京：科學出版社,2001.2-54徐國財，張立德.納米復合材料.北京：化學工業出版社,2002.1~35曹茂盛，關長斌，徐甲強.納米材料導論.哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社,2001.5-66張玉龍，李長德，張銀生，等.納米技術與納米塑料.北京：中國輕工業出版社，2002.31~547章永化，龔克成.Sol-Gol法制備有機-無機納米復合材料進展.高分子材料科學與工程，1997，13(4)：14?198吳人潔.復合材料.天津：天津大學出版社,2000.262?304GoringDAI.Cellulosechemtechnol.ACSSymposiumSeries1977，48：274Goto.SauvatN,SellR.Astudyofordinaryportlantcementhydrationwithwoodbyisothermalcalorimetry.Holzforchung,1999,53：104?108Goto.FurunoT,UeharaT,JodaiS.Combinationofwoodandsilicatell.Water-mineralcompositesusingwaterglassandreactantsbariumchloride,boricacidandboraxandtheirproperties.Mokuzaigakkaishi,1992,38(5):448?457FurunoT,UeharaT,JodaiS.CombinationofwoodandsilicatelllSomepropertiesofwood-mineralcompositesusingthewaterglass-boroncompoundsystem.Mokuzaigakkaishi,1993,39(5):561~570Mayer.44MougelE,BeraldoAL.Controlleddimensionalvariationsofwood-cementcomposites.Holzforchung,1995,49:471?477Kogiso.YamaguchiH.preparationandphysicalpropertiesofwoodfixedwithsilicicacidcompounds.Mokuzaigakkaishi,1994,40(8):838?845Kogiso.SakaS,UenoT.SeveralSiO2wood-inorganiccompositesandtheirfire-resistingproperties.Woodscienceandtechnology,1997,31:457-466MiyafujiH,SakaS.Kogiso.fire-resistingpropertiesinseveralTiO2wood-inorganiccompositesandtheirtopochemistry.Woodscienceandtechnology,1997,31:449?455Kogiso.SakaS.AntimicrobialTMSAH-addedwood-inorganiccompositespreparedbythesol-gelprocess.Holzforchung,1998,52:365?37018孫立，莫小洪,程之強，等.用化學方法制備木材/二氧化硅納米復合材料.中國建材科技，1998,7(3):23-2519謝征芳，肖加余，陳朝輝,等.溶膠凝膠法制備復合材料用氧化鋁基體及涂層研究.宇航材料工藝，1999(2):30?3720王西成，史淑蘭，程之強，等.(Si-Al-)陶瓷化木材的化學方法.材料研究學報，2000,14(1):51?5521王西成，程之強，莫小洪，等.用化學方法制備木材/二氧化硅原位復合材料界面的研究.材料工程，1998(5):16-1822王西成，田杰.陶瓷化木材的復合機理.材料研究學報，1996,10(4):435?44023王西成，金燕蘋，吳楨干，等.Sol-gel法制備TiO2/PVP納米復合材料及其表征.金屬學報，1999,35(11):1224-122824王西成，肖加余，陳朝輝，等.溶膠凝膠法制備復合材料用