资源描述：
《塑料的性能及应用前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景纳米塑料的性能及应用前景科科l技I论I坛纳米塑料的性能及应用前景肖亚航(宝鸡文理学院机电研究所,陕西宝鸡721007)摘要:研究综述了纳米塑料的分类,制备技术原理,性能及应用.指出纳米塑料制备的关键问题是如何使纳米材料真正以纳米级均匀分散到塑料基体中,今后
2、研究的重点是探索新的纳米塑料和新的制备工艺,开发纳米塑料的新用途.关键词:纳米塑料;制备工艺;性能;应用纳米塑料是指金属,非金属和有机填充物以纳米尺寸均匀分散于塑料母体中形成的塑料基复合材料,亦称为聚合物基纳米复合材料.在纳米塑料复合材料中,加入的填充分散相,其尺寸至少在一维方向上小于10Ohm.由于分散相的纳米尺寸效应,表面效应和强界面结合,使纳米塑料具有基体塑料以及微米级塑料复合材料所不具备的微观组织结构及性能,如:高强度,抗静电性,防辐射性,抗菌性等等,是一种全新的高技术新材料,被认为是21世纪塑料中的”超新
3、星”[11,所以具有广阔的应用前景.近年来各国竞相投入财力和人力,加大研究和开发力度,加快产业化步伐.本文主要研究综述了纳米塑料的制备技术原理,性能及应用,为纳米塑料的进一步研究提供依据.1纳米塑料的分类纳米塑料的分类如表1所示.按添加剂不同可分为三种:无机纳米塑料,有机纳米塑料和金属纳米塑料;按母体树脂不同可分为:纳米尼龙,纳米聚烯烃,纳米聚酯,纳米聚甲醛等;按功用不同可将纳米塑料分为:纳米通用塑料,纳米工程塑料,纳米特种工程塑料,纳米功能塑料(纳米导电塑料,纳米抗菌塑料,纳米吸波塑料)等.1.1无机纳米塑料在塑
4、料中加入无机材料形成无机纳米塑料.常用的无机纳米粒子包括碳酸钙,层状硅酸盐(云母,绿土,蒙脱土,膨闰土等),sio2,TiO2,SiC,Al等.这种纳米粒子加入到塑料中可以达到以下效果:a.改善塑料性能,如提高机械强度,透气透水率,耐高,低温性等.b.增加塑料的特殊性能,像防辐射性能,抗静电性能,磁性能和抗菌性等.目前已研究的无机纳米塑料有CaCO~,-IDPE,CaCOJPVC,CaCOdPP,SiOJ聚酰亚胺,siC/HDPE,纳米硅酸盐伲龙,蒙脱土,聚苯乙烯,粘土矿物,聚环氧乙烷,硅酸钠氧树脂等.无机纳米塑料
5、是目前研究最多的纳米塑料,也是目前投入应用最多的纳米塑料.1.2有机纳米塑料有机纳米塑料是由纳米有机材料加入到塑料中形成的.这些有机物大多数是液晶,加入到塑料中可大幅度提高塑料的机械性能如:在聚酰亚胺中加入10%的热致型液晶聚合物,能使弹性模量由1.7GPa提高到6.9GPa,拉伸强度由125MPa提高到470MPa.已研制的有机纳米塑料有:5%的PP1lA与PA6溶液共混,得到Pm微纤(直径为15—30am,长60Ohm)在PA6基体中分散的分子复合材料;PPTA微纤作为增强剂与PVC,ABS,PAA聚合物等复合
6、,借助溶剂,形成的分子复合材料.1.3金属纳米塑料把纳米金属粉体加入到塑料中,形成的纳米塑料.金属纳米粉体与塑料复合可赋予塑料金属粉体所具有的金属性能,如将铜加入到聚甲醛中改善塑料的耐磨性,或在PP中加入其它纳米金属表1纳米塑料的分类粉末改善塑料的导电性和机械强度.纳米金属有很多种,但目前纳米金属的研究还很少.2纳米塑料的制备纳米塑料复合材料的涉及面较宽,包括的范围较广,近年来发展建立起来的制备方法也多种多样,可大致归为四大类日:纳米单元与高分子直接共混;在高分子基体中原位生成纳米单元;在纳米单元存在下单体分子原位
7、聚合生成高分子及纳米单元和高分子同时生成.各种制备纳米复合材料方法的核心思想都是要对复合体系中纳米单元的自身几何参数,空间分布参数和体积分数等进行有效的控制,尤其是要通过对制备条件(空间限制条件,反应动力学因素,热力学因素等)的控制,来保证体系的某一组成相至少一维尺寸在纳米尺度范围内(即控制纳米单元的初级结构),其次是考虑控制纳米单元聚集体的次级结构.以下介绍几种纳米塑料常用制备方法原理[41.2.1插层复合法插层复合法是目前制备纳米塑料的主要方法.首先将单体或聚合物插入经插层剂处理后的层状硅酸盐(如蒙脱土,俗称粘
8、土)之间,进而破坏片层硅酸盐紧密有序的堆积结构,使其剥离成厚度为lnm左右,长,宽为30—10Ohm的层状基本单元,并均匀分散于塑料基体树脂中,实现塑料高分子与层状硅酸盐片层在纳米尺度上的复合.插层‘复合法又可分为插层聚合法和聚合物插层法.2.1.1插层聚合法先将聚合物单体分散,插层进入层状硅酸盐片层中,然后原位聚合,利用聚合时放出大量的热,克服硅酸盐片层间
