0前言
隨著科學技術的不斷發展，人們對膠粘劑的要求越來越高，特別是在強度、韌性及耐熱性等方面，對膠粘劑的改性研究提出了更高的要求。膠粘劑改性的最初目的只是為了增量，以降低成本，如今則主要是為了提高其力學性能和功能性。填充物改性是聚合物改性的主要手段之一，有關研究表明[1-2]，在膠粘劑中加入無機填料可以提高其粘接強度、壓縮強度、抗沖擊強度和耐熱性，并可以改善其熱膨脹系數和固化收縮率等性能。
幾十年來，人們通過各種途徑對膠粘劑的強度、韌性和耐熱性等方面進行改性研究，但很難達到三者兼顧。納米材料的出現則為同時實現多項性能的共同改善提供了可能。由于結構上的特殊性，納米材料出現了一系列新的效應（如小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應及宏觀量子隧道效應等），這就決定了納米材料具有許多與傳統材料不同的獨特性能，其電學、熱學、磁學、光學及化學性能等都得到優化，因而具有廣闊的應用前景。
1納米材料在膠粘劑中的分散方法
由于納米材料在基質中的分散程度會直接影響改性材料的性能。因此，人們研究了許多不同的方法以確保納米顆粒在基質中能夠均勻分散，主要有共混法、插層復合法和溶膠-凝膠法（sol-gel）等，其中共混法為物理分散法，具有操作簡單、不會引起基質發生化學變化；其它方法在分散過程中都涉及材料的化學反應。表1對幾種比較常用的分散方法進行了介紹。
納米材料在膠粘劑中的分散方法
溶劑中溶解度很低且會因CNTs間較強的范德華力而形成團聚或纏繞，故其應用受到嚴重影響[14]。因此，必需事先對CNTs進行表面處理。
根據表面改性劑與CNTs表面間的作用方式，可將CNTs的表面改性方法分為兩類[15]：一類是表面吸附包裹改性，另一類是表面化學改性。前者為物理改性，主要是通過CNTs表面吸附一層高分子物質來達到目的；由于該高分子物質不但減弱了CNTs間的范德華力，而且還產生了新的空間位阻斥力，從而使CNTs很難發生團聚。與物理吸附相比，CNTs的化學改性（包括表面活性劑改性、表面接枝聚合改性及表面氧化改性三類）則頗受關注。Cui[16]等研究了表面活性劑對MWNTs分散效果的影響，發現MWNTs在Tergitol表面活性劑的溶液中可以達到比較好的分散效果。
2.2.2CNTs/膠粘劑復合材料的制備
對于CNTs/膠粘劑復合材料的制備方法，常用的有熔融共混法、溶液共混法和原位聚合等，其中溶液共混法只適用于一些可溶于常規溶劑的聚合物。然而，由于CNTs結構的完整性而不溶于任何溶劑，故可通過對CNTs表面進行化學改性來解決其溶解性或分散性。原位聚合法雖可改善CNTs在基體中的分散且仍保持其納米特性，但聚合時影響因素較多（如溫度、pH值和雜質含量等），故原位聚合法的應用受到限制。
Saeed[17]等采用MWNTs對聚酰亞胺（PI）進行改性研究。研究結果表明，隨著MWNTs含量的增加，薄膜的彈性模量與強度增大，而斷裂伸長率和斷裂能則隨之呈先增后降的趨勢；在PI膠粘劑薄膜中，膠接接頭處的搭接剪切強度、斷裂能在MWNTs含量較低時都可以得到改善；另外，與純PI薄膜相比，MWNTs/PI復合薄膜的搭接剪切強度保持率得到一定程度的加強。
2.2.3采用CNTs復合材料制備導電膠由于CNTs的獨特性能，故其在膠粘劑的增強、增韌改性方面具有良好的應用；另外，即使添加極少量的CNTs，也會增強膠粘劑的導電性能，故其在導電膠的制備方面也得到廣泛應用。
導電粒子可分為單體導電粒子和復合導電粒子，傳統的導電膠中通常采用單體導電粒子，如銀粉、鎳粉、金粉或銅粉等。其中金粉和銀粉價格昂貴，并且純粹的銀粉在直流電場和濕氣條件下會產生銀遷移現象[18]；而鎳粉和銅粉相對于銀粉而言，其導電性能要差些，并且在空氣中容易緩慢氧化，從而降低了導電性能。基于上述原因，人們開始研究一些新型導電膠，即基于復合導電粒子的導電膠。
馮永成[19]采用化學鍍銀法在CNTs表面包覆金屬銀，從而獲得了導電性能極好的納米銀/碳復合管，并以該復合管為導電功能體制備導電膠。研究結果表明，所得納米導電膠的導電性、理化性能均較好，且比傳統的銀粉導電膠節省銀粉30%～55%（質量分數），從而顯著降低了導電膠的成本，同時導電膠的理化性能得到明顯提高。
2.3納米木粉
科學研究者的研究方向必須與國家資源、環境保護等實際情況相結合，納米木粉的出現為納米復合材料開辟了新的領域。將納米木粉用于改性膠粘劑中，完全符合近幾年來國際上倡導的“生態環境材料”理念，是一種與資源、環境相協調的生態環境材料。
木材和其它材料一樣，在加工成納微米尺寸后，材料的特異性質、尺寸效應及其變化機理都可能發生變化，而納米木粉的尺寸小于木材的細胞直徑，因此，納米木粉是在木材細胞和顯微結構水平下的改性技術，可能使木材改性出現突破性進展[20]。利用納米木粉對膠粘劑進行改性，關鍵是提高基體與納米木粉間的相容性。由于木粉表面所具有的極性和由此產生的分子間氫鍵的存在，會阻礙親水的納米木粉和基體之間的分散性和相容性，進而影響其宏觀性能。因此，必需對木粉進行改性，以消除或降低其表面極性化程度，提高復合材料的綜合性能[21]。納米木粉表面具有較高的極性，其表面改性主要是通過對極性官能團進行酯化、醚化和接枝共聚等處理，使其生成疏水的、非極性化學官能團，并具有流動性，從而使納米木粉表面與基體表面的溶解度相似，以降低基體與納米木粉表面間的相斥性，達到提高界面粘接強度的目的[21]。
由于納米木粉的天然特性，其應用前景和工業化前景良好。與傳統的木材用脲醛（UF）樹脂膠粘劑相比，納米木粉膠粘劑[22]具有成本較低、環保效果較好等特點，并且其投資金額和生產成本基本不變，故其市場競爭力強于傳統膠粘劑。因此，納米木粉膠粘劑可以替代UF樹脂木材膠粘劑，并且其性能、環保性和外觀都與木材基本相似。由于納米木粉膠粘劑降低了原料成本，并可用國產設備代替進口設備，相對減少了輔助原料的費用，從而提高了膠粘劑的產品利潤率。采用納米木粉生產的無污染膠粘劑可代替含甲醛的有毒膠粘劑，因此，膠粘劑的綠色革命可能從木材的納微米化技術開始。
3結語
目前，有關無機納米材料在膠粘劑改性中的應用研究較多，并且大多建立在增強、增韌和耐高溫等基礎上。除了文中所提及的幾種納米材料外，晶須、納米Al2O3以及其它一些納米復合材料對膠粘劑的改性應用也越來越多；具有特定功能的膠粘劑發展迅速，如為了滿足航天航空、微電子等高新技術的發展需求，對耐高溫膠粘劑的要求也越來越高，晶須填料的加入，可在提高膠粘劑玻璃化溫度和耐熱性能的同時，改善體系的力學性能。另外，在膠粘劑改性過程中發現，單一納米填料在膠粘劑性能改進方面存在著局限性，為了使膠粘劑的多項性能同時得到改善，可將多種納米材料作為混合填料同時加入，幾種填料的協同作用則可以優勢互補，充分發揮納米材料各自的優異性能，從而使膠粘劑的綜合性能更好。隨著人們環保理念的日益增強，高固含量、無溶劑、水性、光固化和環境友好等特性也日益受到人們的重視，高性能環保型膠粘劑正逐漸成為主流產品，將會得到更多、更快的發展。