納米塑料

本文僅對“納米塑料”作一常識性的介紹。

要了解“納米塑料”應(yīng)先了解“納米技術(shù)”，而要了解“納米技術(shù)”必須了解“納米”。

“納米”是一個長度的計(jì)量單位，它的尺度是10億分之1米（10-9m)。一般來說，納米材料是指兩相顯微結(jié)構(gòu)中至少有一相的一維尺度達(dá)到納米級。納米粒子粒徑很小，表面能很大，極易團(tuán)聚，所以如何制取納米粒子本身就是一個非常復(fù)雜的技術(shù)問題。能制作和利用的納米粒子多為無機(jī)納米粒子，能有效地對塑料進(jìn)行改性的納米粒子是SiO2、TiO2、CaCO3 ， 蒙拓土（MMT）等。

“納米技術(shù)”的核心內(nèi)容是如何解決納米粒子的團(tuán)聚問題，由于納米粒子本身極易團(tuán)聚，要得到單個分散的納米粒子非常困難，如何使納米粒子均勻地分散到基體中去是“納米技術(shù)”的關(guān)鍵技術(shù)。從“納米技術(shù)”的應(yīng)用研究報(bào)導(dǎo)中分析，能實(shí)行產(chǎn)業(yè)化的方法有二種：1、納米插層化技術(shù),即通過插層化處理的n-MMT , 制成有一定密實(shí)程度，尺寸均勻的母粒，再將這種母粒經(jīng)過拌和共混和造粒，解決納米材料在基體中分散不均勻的難題,制成納米復(fù)合材料。2、利用振動磨分散法可使納米粒子在基體中均勻分散，基本不產(chǎn)生團(tuán)聚,真正做到了納米級分散。

“納米塑料”是指基體為高分子聚合物，通過納米粒子在塑料樹脂中的充分分散,有效地提高了塑料的耐熱、耐候、耐磨等性能?！凹{米塑料”能使普通塑料具有象陶瓷材料一樣的剛性和耐熱性，同時又保留了塑料本身所具備的韌性、耐沖擊性和易加工性。能實(shí)行產(chǎn)業(yè)化的有通過納米粒子改性的NPE、NPET和NPA6(即納米聚乙烯、納米PET聚脂、納米尼龍6）利用納米粒子，將銀（Ag ）設(shè)計(jì)到粒子表面的微孔中并穩(wěn)定，就能制成納米栽銀抗菌材料，將這種材料加入到塑料中去就能使塑料具有抗菌防霉，自潔等優(yōu)良性能，使其成為綠色環(huán)保產(chǎn)品。已在ABS、SPVC、HIPS、PP塑料中得到應(yīng)用。

“納米塑料”是一種高科技的新材料，具有很好的發(fā)展前景，由于國內(nèi)對這種新材料還缺乏認(rèn)識，沒有完整的質(zhì)量保證體系和嚴(yán)密的生產(chǎn)管理，正處于一種“一哄而上”的形勢，魚目混珠，真假難辯，使“納米塑料”一開始便面臨“夭折”的危險(xiǎn)，所以筆者迫切希望國家有關(guān)部門能通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來保護(hù)這一新材料，促進(jìn)它的健康成長。

PolyOne公司使用納米黏土制成了復(fù)合材料，其韌性和硬度比傳統(tǒng)的礦物填料復(fù)合材料高，而重量卻比玻纖復(fù)合材料輕。納米復(fù)合材料可用于生產(chǎn)汽車內(nèi)飾件和外飾件、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、成套設(shè)備以及一些工業(yè)零配件。在這些應(yīng)用中，納米復(fù)合材料完全不遜于玻纖增強(qiáng)塑料。GE塑料公司的HMD技術(shù)（高模量）采用非黏土納米材料增強(qiáng)了復(fù)合材料的模量，同時降低了CTE系數(shù)（熱膨脹系數(shù)）。這種材料重量較輕，可用于注射成型汽車部件。

在增強(qiáng)塑料中，碳納米管（CNT）材料的應(yīng)用逐漸多了起來。碳納米管是一種導(dǎo)電石墨中空管，其尺寸比碳纖維小數(shù)千倍，能夠使材料在較低的添加量下獲得較高的增強(qiáng)性能。RTP公司的碳納米管具有更均一的表面?zhèn)鲗?dǎo)性能。經(jīng)碳納米管增強(qiáng)的復(fù)合材料可在低溫條件下進(jìn)行薄壁成型，從而減輕制品的重量。

長玻纖PP具有以下幾個比較典型的優(yōu)勢：

一、纖維長度長（在制品中纖維長度可達(dá)3mm以上）分布均勻,可形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),綜合力學(xué)性能強(qiáng)。

1）彎曲和拉伸強(qiáng)度均提高30-100%；

2）抗沖擊性提高2-3倍（表現(xiàn)為沖擊強(qiáng)度提高2-3倍）；

3）抗高溫蠕變性優(yōu)異,低溫沖擊強(qiáng)度高,適合使用于高低溫交變頻繁場合；

4）尺寸精準(zhǔn)度高,縱橫收縮率小且一致；

5）成型簡單,可注塑或模壓成型；

6）低翹曲,玻纖外露少,表面性能好

二、變形性小,有利于汽車零配件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

三、耐疲勞性能優(yōu)良

四、流動性能小,模塑成型性能好

五、可循環(huán)回收重復(fù)使用,綠色環(huán)保

聚丙烯的成型加工性好，成型的方法很多，如注塑、吹塑、真空熱成型、涂覆、旋轉(zhuǎn)成型、熔接、機(jī)加工、電鍍和發(fā)泡等，并可在金屬表面噴涂。其中注塑成型的比 例大，注塑溫度在180~200之間，注塑壓力在68.6~137.2MPa，模具溫度為40~60℃。預(yù)干燥溫度在80℃左右。應(yīng)避免PP長時間與金屬 壁接觸

聚丙烯的二次加工性很好，其印刷性比聚乙烯好，照相凸版，膠版、平凹板等印刷方法均可使用，要獲得良好的良好的耐熱、耐油、耐水等要求的印刷性能，須經(jīng)電暈放電處理等再行印刷。

納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年，國際納米科技指導(dǎo)委員會將納米技術(shù)劃分為納米電子學(xué)、納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米加工學(xué)和納米計(jì)量學(xué)等6個分支學(xué)科。其中，納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容。

納米科技是90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技，其最終目標(biāo)是人類按照自己的意識直接操縱單個原子、分子，制造出具有特定功能的產(chǎn)品。納米科技以空前的分辨率為我們揭示了一個可見的原子、分子世界。這表明，人類正越來越向微觀世界深入，人們認(rèn)識、改造微觀世界的水平提高了前所未有的高度。有資料顯示，2010年，納米技術(shù)將成為僅次于芯片制造的第二大產(chǎn)業(yè)。