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到納米級。納米粒子粒徑很小，表面能很大，極易團聚，所以如何制取納米粒子本身就是一個非常復雜的技術(shù)問題。能制作和利用的納米粒子多為無機納米粒子，能有效地對塑料進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聚問題，由于納米粒子本身極易團聚，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)”的應用研究報導中分析，能實行產(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識，沒有完整的質(zhì)量保證體系和嚴密的生產(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，所以筆者迫切希望國家有關(guān)部門能通過相應的標準和法規(guī)來保護這一新材料，促進它的健康成長。

PolyOne公司使用納米黏土制成了復合材料，其韌性和硬度比傳統(tǒng)的礦物填料復合材料高，而重量卻比玻纖復合材料輕。納米復合材料可用于生產(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。在這些應用中，納米復合材料完全不遜于玻纖增強塑料。GE塑料公司的HMD技術(shù)（高模量）采用非黏土納米材料增強了復合材料的模量，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。

在增強塑料中，碳納米管（CNT）材料的應用逐漸多了起來。碳納米管是一種導電石墨中空管，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性能。RTP公司的碳納米管具有更均一的表面?zhèn)鲗阅?。?jīng)碳納米管增強的復合材料可在低溫條件下進行薄壁成型，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3mm以上）分布均勻,可形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),綜合力學性能強。

1）彎曲和拉伸強度均提高30-100%；

2）抗沖擊性提高2-3倍（表現(xiàn)為沖擊強度提高2-3倍）；

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

4）尺寸精準度高,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)計與應用。

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℃。預干燥溫度在80℃左右。應避免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)是一門交叉性很強的綜合學科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。1993年，國際納米科技指導委員會將納米技術(shù)劃分為納米電子學、納米物理學、納米化學、納米生物學、納米加工學和納米計量學等6個分支學科。其中，納米物理學和納米化學是納米技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而納米電子學是納米技術(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)。