纳米技术在精细化工中的应用-科学网.doc

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1、纳米技术在精细化工中的应用摘要：在精细化工相关领域中，纳米技术的研究成为热门课题，研究较为成熟的是涂料的改性，简单介绍了纳米技术在精细化工相关领域的应用，包括涂料，染料，催化，制药，香料，香精和化妆品相关产品中的应用。关键词：纳米；精细化工；涂料；染料；催化；制药；香料；香精；化妆品1在涂料领域的应用纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术是当今世界关注的热点之一，纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。近年来，全球涂料工业正朝着更适应环境要求的水性、高固体、无溶剂、粉末和射线固化的涂料方

2、向发展。利用纳米材料改性提高涂料产品质量是目前涂料领域的研究方向，纳米材料可大幅度提高涂料产品的抗辐射、耐老化性能与剥离强度、悬浮性、流变性、耐洗刷性、光洁度、对比率和涂膜的表而硬度及自洁能力［1］。1.1纳米材料对涂料的改性纳米改性涂料以纳米技术及其材料与高分子聚合物为基料，辅之进口助剂和色浆，经最优化设计，精心研制，生产出的内、外墙涂料，一改传统涂料普遍存在的悬浮稳定性和触变性差、附着力弱，不耐老化、光洁度不高等缺陷。其与传统涂料相比，具有特异的性能或强大的优越性，例如表1所示。此外，陈海影［1］在原水性涂料配方基础上添加了总量0.3%左右的纳米材料，经过充分分散得到改

3、性涂料，各项指标明显大幅度地提高°纳米材料可以提高涂料的耐老化性性，提高涂料的隐身性能，提高光催化效率，提高抗静电性能、抗菌性能，提高涂料的耐洗刷性能等。1.2纳米材料在涂料体系中的分散纳米材料在涂料中如何能达到纳米级的分散并保持分散稳定性是基本要求。超细粒子，特别是100nm以下的纳米尺寸的粒子，由于它们具有大的比表面积，常常团聚成二次粒子，从而减小体系的总表而能或界而能°因此纳米材料粉体在使用过程中首先要通过纳米材料的表面处理、添加方式、分散设备的选择来改变其表面的物理化学性能，从而改善纳米粉体的适用性，同时必须均匀分散，充分打开团聚体，才能发挥其应有的奇异性能。目前，

4、涂料制造通常采用化学分散和物理分散的方法。化学分散主要是通过对纳米材料进行表面分子设计，使其具有表面疏水性，如对其表面进行有机或无机处理，处理后的纳米材料具有疏水性。涂料的细微粒子聚集在一起，需要靠很强的剪切力或撞击力的作用，使其在基体中均匀分散就是物理分散，主要包括研磨分散、球磨分散、砂磨分散和高速分散等［1］。1.3纳米复合材料的研究进展将纳米离子用于涂料中所得到的一类具有抗辐射、耐老化、具有某些特殊功能的涂料称为纳米复合涂料。根据涂料的细度可以把纳米复合涂料细分为纳米改性涂料和纳米结构涂料，利用纳米抗紫外线等光学性能对涂料进行改性，提高涂料的某些特殊工艺，乂因其细度在

5、纳米量级，这种纳米涂料称为纳米结构涂料。根据涂料的功能和用途可把纳米复合涂料分为纳米耐老化涂料、纳米抗菌涂料、纳米导电涂料、纳米隐身涂料等。在涂料领域，纳米Si02、纳米Ti02、纳米ZnO、纳米CaCO3、纳米Fe2O3常被用作涂料的助剂［6］。1.3.1纳米涂料的制备方法和性能表征纳米涂料的制备方法有：插层复合法，原位复合法和原位聚合法，溶胶■凝胶法，纳米粒了直接分散，微乳液聚合法等。在纳米涂料的制备过程中，由于纳米粒子有很高的比表面积从而其表面能很高，纳米粒子很容易团聚，而且纳米粒子常是亲水疏油的，具有很强的极性，在有机成膜物中很难均匀分散，且与基料没有结合力，易造成

6、缺陷使得涂膜的性能降低［10-12］o纳米复合涂料性能表征：传统的涂料性能检测如黏度、遮盖力等对复合涂料检测仍然有很大作用，若纳米复合涂料产生了不同于普通涂料的特殊性能，则可对该性能进行重点检测。①力学性能：纳米复合涂料的力学性能主要表现在强度、硬度和韧性方面；②热力学性能：主要指涂料的热稳定性，热重分析TGE用来分析它的耐热性能；③抗老化超耐侯性能：主要采取测试纳米涂料对紫外线的屏蔽性能来表征；④光催化能力的表征：通常以其对NO2、NH3、苯、苯酚、甲醛的降解能力来表征［5］。1.3.2纳米助剂在涂料中的应用1.3.2.1纳米SiO2在涂料中的应用纳米SiO2是无定型白色

7、粉末（指其团聚体）,表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基,其分子状态呈三维链状结构（或称三维网状结构、三维硅石结构等）。在建筑内外墙涂料中，添加纳米二氧化硅可以明显改善涂料的开罐效果，涂料不分层，具有触变性，防流挂，施工性能良好，尤其是抗玷污性大大提高，具有优良的自清洁性能和附着力［16］。在车辆船舶涂料中，添加纳米二氧化硅是提高涂层光洁度和抗老化性能的关键环节,涂层干燥时，纳米二氧化硅能很快形成网络结构，使其耐老化性能、光洁度及强度成倍提高。纳米二氧化硅添加到涂料中，能对涂料形成屏蔽作用，达到抗紫外老化和热老