0前言

 随着科学技术的不断发展，人们对胶粘剂的要求越来越高，特别是在强度、韧性及耐热性等方面，对胶粘剂的改性研究提出了更高的要求。胶粘剂改性的最初目的只是为了增量，以降低成本，如今则主要是为了提高其力学性能和功能性。填充物改性是聚合物改性的主要手段之一，有关研究表明[1-2]，在胶粘剂中加入无机填料可以提高其粘接强度、压缩强度、抗冲击强度和耐热性，并可以改善其热膨胀系数和固化收缩率等性能。

 几十年来，人们通过各种途径对胶粘剂的强度、韧性和耐热性等方面进行改性研究，但很难达到三者兼顾。纳米材料的出现则为同时实现多项性能的共同改善提供了可能。由于结构上的特殊性，纳米材料出现了一系列新的效应（如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等），这就决定了纳米材料具有许多与传统材料不同的独特性能，其电学、热学、磁学、光学及化学性能等都得到优化，因而具有广阔的应用前景。

 1纳米材料在胶粘剂中的分散方法

 由于纳米材料在基质中的分散程度会直接影响改性材料的性能。因此，人们研究了许多不同的方法以确保纳米颗粒在基质中能够均匀分散，主要有共混法、插层复合法和溶胶-凝胶法（sol-gel）等，其中共混法为物理分散法，具有操作简单、不会引起基质发生化学变化；其它方法在分散过程中都涉及材料的化学反应。表1对几种比较常用的分散方法进行了介绍。

 纳米材料在胶粘剂中的分散方法

 溶剂中溶解度很低且会因CNTs间较强的范德华力而形成团聚或缠绕，故其应用受到严重影响[14]。因此，必需事先对CNTs进行表面处理。

 根据表面改性剂与CNTs表面间的作用方式，可将CNTs的表面改性方法分为两类[15]：一类是表面吸附包裹改性，另一类是表面化学改性。前者为物理改性，主要是通过CNTs表面吸附一层高分子物质来达到目的；由于该高分子物质不但减弱了CNTs间的范德华力，而且还产生了新的空间位阻斥力，从而使CNTs很难发生团聚。与物理吸附相比，CNTs的化学改性（包括表面活性剂改性、表面接枝聚合改性及表面氧化改性三类）则颇受关注。Cui[16]等研究了表面活性剂对MWNTs分散效果的影响，发现MWNTs在Tergitol表面活性剂的溶液中可以达到比较好的分散效果。

 2.2.2CNTs/胶粘剂复合材料的制备

 对于CNTs/胶粘剂复合材料的制备方法，常用的有熔融共混法、溶液共混法和原位聚合等，其中溶液共混法只适用于一些可溶于常规溶剂的聚合物。然而，由于CNTs结构的完整性而不溶于任何溶剂，故可通过对CNTs表面进行化学改性来解决其溶解性或分散性。原位聚合法虽可改善CNTs在基体中的分散且仍保持其纳米特性，但聚合时影响因素较多（如温度、pH值和杂质含量等），故原位聚合法的应用受到限制。

 Saeed[17]等采用MWNTs对聚酰亚胺（PI）进行改性研究。研究结果表明，随着MWNTs含量的增加，薄膜的弹性模量与强度增大，而断裂伸长率和断裂能则随之呈先增后降的趋势；在PI胶粘剂薄膜中，胶接接头处的搭接剪切强度、断裂能在MWNTs含量较低时都可以得到改善；另外，与纯PI薄膜相比，MWNTs/PI复合薄膜的搭接剪切强度保持率得到一定程度的加强。

 2.2.3采用CNTs复合材料制备导电胶由于CNTs的独特性能，故其在胶粘剂的增强、增韧改性方面具有良好的应用；另外，即使添加极少量的CNTs，也会增强胶粘剂的导电性能，故其在导电胶的制备方面也得到广泛应用。

 导电粒子可分为单体导电粒子和复合导电粒子，传统的导电胶中通常采用单体导电粒子，如银粉、镍粉、金粉或铜粉等。其中金粉和银粉价格昂贵，并且纯粹的银粉在直流电场和湿气条件下会产生银迁移现象[18]；而镍粉和铜粉相对于银粉而言，其导电性能要差些，并且在空气中容易缓慢氧化，从而降低了导电性能。基于上述原因，人们开始研究一些新型导电胶，即基于复合导电粒子的导电胶。

 冯永成[19]采用化学镀银法在CNTs表面包覆金属银，从而获得了导电性能极好的纳米银/碳复合管，并以该复合管为导电功能体制备导电胶。研究结果表明，所得纳米导电胶的导电性、理化性能均较好，且比传统的银粉导电胶节省银粉30%～55%（质量分数），从而显著降低了导电胶的成本，同时导电胶的理化性能得到明显提高。

 2.3纳米木粉

 科学研究者的研究方向必须与国家资源、环境保护等实际情况相结合，纳米木粉的出现为纳米复合材料开辟了新的领域。将纳米木粉用于改性胶粘剂中，完全符合近几年来国际上倡导的“生态环境材料”理念，是一种与资源、环境相协调的生态环境材料。

 木材和其它材料一样，在加工成纳微米尺寸后，材料的特异性质、尺寸效应及其变化机理都可能发生变化，而纳米木粉的尺寸小于木材的细胞直径，因此，纳米木粉是在木材细胞和显微结构水平下的改性技术，可能使木材改性出现突破性进展[20]。利用纳米木粉对胶粘剂进行改性，关键是提高基体与纳米木粉间的相容性。由于木粉表面所具有的极性和由此产生的分子间氢键的存在，会阻碍亲水的纳米木粉和基体之间的分散性和相容性，进而影响其宏观性能。因此，必需对木粉进行改性，以消除或降低其表面极性化程度，提高复合材料的综合性能[21]。纳米木粉表面具有较高的极性，其表面改性主要是通过对极性官能团进行酯化、醚化和接枝共聚等处理，使其生成疏水的、非极性化学官能团，并具有流动性，从而使纳米木粉表面与基体表面的溶解度相似，以降低基体与纳米木粉表面间的相斥性，达到提高界面粘接强度的目的[21]。

 由于纳米木粉的天然特性，其应用前景和工业化前景良好。与传统的木材用脲醛（UF）树脂胶粘剂相比，纳米木粉胶粘剂[22]具有成本较低、环保效果较好等特点，并且其投资金额和生产成本基本不变，故其市场竞争力强于传统胶粘剂。因此，纳米木粉胶粘剂可以替代UF树脂木材胶粘剂，并且其性能、环保性和外观都与木材基本相似。由于纳米木粉胶粘剂降低了原料成本，并可用国产设备代替进口设备，相对减少了辅助原料的费用，从而提高了胶粘剂的产品利润率。采用纳米木粉生产的无污染胶粘剂可代替含甲醛的有毒胶粘剂，因此，胶粘剂的绿色革命可能从木材的纳微米化技术开始。

 3结语

 目前，有关无机纳米材料在胶粘剂改性中的应用研究较多，并且大多建立在增强、增韧和耐高温等基础上。除了文中所提及的几种纳米材料外，晶须、纳米Al2O3以及其它一些纳米复合材料对胶粘剂的改性应用也越来越多；具有特定功能的胶粘剂发展迅速，如为了满足航天航空、微电子等高新技术的发展需求，对耐高温胶粘剂的要求也越来越高，晶须填料的加入，可在提高胶粘剂玻璃化温度和耐热性能的同时，改善体系的力学性能。另外，在胶粘剂改性过程中发现，单一纳米填料在胶粘剂性能改进方面存在着局限性，为了使胶粘剂的多项性能同时得到改善，可将多种纳米材料作为混合填料同时加入，几种填料的协同作用则可以优势互补，充分发挥纳米材料各自的优异性能，从而使胶粘剂的综合性能更好。随着人们环保理念的日益增强，高固含量、无溶剂、水性、光固化和环境友好等特性也日益受到人们的重视，高性能环保型胶粘剂正逐渐成为主流产品，将会得到更多、更快的发展。