纳米塑料

本文仅对“纳米塑料”作一常识性的介绍。

要了解“纳米塑料”应先了解“纳米技术”，而要了解“纳米技术”必须了解“纳米”。

“纳米”是一个长度的计量单位，它的尺度是10亿分之1米（10-9m)。一般来说，纳米材料是指两相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级。纳米粒子粒径很小，表面能很大，极易团聚，所以如何制取纳米粒子本身就是一个非常复杂的技术问题。能制作和利用的纳米粒子多为无机纳米粒子，能有效地对塑料进行改性的纳米粒子是SiO2、TiO2、CaCO3 ， 蒙拓土（MMT）等。

“纳米技术”的核心内容是如何解决纳米粒子的团聚问题，由于纳米粒子本身极易团聚，要得到单个分散的纳米粒子非常困难，如何使纳米粒子均匀地分散到基体中去是“纳米技术”的关键技术。从“纳米技术”的应用研究报导中分析，能实行产业化的方法有二种：1、纳米插层化技术,即通过插层化处理的n-MMT , 制成有一定密实程度，尺寸均匀的母粒，再将这种母粒经过拌和共混和造粒，解决纳米材料在基体中分散不均匀的难题,制成纳米复合材料。2、利用振动磨分散法可使纳米粒子在基体中均匀分散，基本不产生团聚,真正做到了纳米级分散。

“纳米塑料”是指基体为高分子聚合物，通过纳米粒子在塑料树脂中的充分分散,有效地提高了塑料的耐热、耐候、耐磨等性能。“纳米塑料”能使普通塑料具有象陶瓷材料一样的刚性和耐热性，同时又保留了塑料本身所具备的韧性、耐冲击性和易加工性。能实行产业化的有通过纳米粒子改性的NPE、NPET和NPA6(即纳米聚乙烯、纳米PET聚脂、纳米尼龙6）利用纳米粒子，将银（Ag ）设计到粒子表面的微孔中并稳定，就能制成纳米栽银抗菌材料，将这种材料加入到塑料中去就能使塑料具有抗菌防霉，自洁等优良性能，使其成为绿色环保产品。已在ABS、SPVC、HIPS、PP塑料中得到应用。

“纳米塑料”是一种高科技的新材料，具有很好的发展前景，由于国内对这种新材料还缺乏认识，没有完整的质量保证体系和严密的生产管理，正处于一种“一哄而上”的形势，鱼目混珠，真假难辩，使“纳米塑料”一开始便面临“夭折”的危险，所以笔者迫切希望国家有关部门能通过相应的标准和法规来保护这一新材料，促进它的健康成长。

PolyOne公司使用纳米黏土制成了复合材料，其韧性和硬度比传统的矿物填料复合材料高，而重量却比玻纤复合材料轻。纳米复合材料可用于生产汽车内饰件和外饰件、空气调节系统、成套设备以及一些工业零配件。在这些应用中，纳米复合材料完全不逊于玻纤增强塑料。GE塑料公司的HMD技术（高模量）采用非黏土纳米材料增强了复合材料的模量，同时降低了CTE系数（热膨胀系数）。这种材料重量较轻，可用于注射成型汽车部件。

在增强塑料中，碳纳米管（CNT）材料的应用逐渐多了起来。碳纳米管是一种导电石墨中空管，其尺寸比碳纤维小数千倍，能够使材料在较低的添加量下获得较高的增强性能。RTP公司的碳纳米管具有更均一的表面传导性能。经碳纳米管增强的复合材料可在低温条件下进行薄壁成型，从而减轻制品的重量。

长玻纤PP具有以下几个比较典型的优势：

一、纤维长度长（在制品中纤维长度可达3mm以上）分布均匀,可形成三维网络结构,综合力学性能强。

1）弯曲和拉伸强度均提高30-100%；

2）抗冲击性提高2-3倍（表现为冲击强度提高2-3倍）；

3）抗高温蠕变性优异,低温冲击强度高,适合使用于高低温交变频繁场合；

4）尺寸精准度高,纵横收缩率小且一致；

5）成型简单,可注塑或模压成型；

6）低翘曲,玻纤外露少,表面性能好

二、变形性小,有利于汽车零配件的设计与应用。

三、耐疲劳性能优良

四、流动性能小,模塑成型性能好

五、可循环回收重复使用,绿色环保

聚丙烯的成型加工性好，成型的方法很多，如注塑、吹塑、真空热成型、涂覆、旋转成型、熔接、机加工、电镀和发泡等，并可在金属表面喷涂。其中注塑成型的比 例大，注塑温度在180~200之间，注塑压力在68.6~137.2MPa，模具温度为40~60℃。预干燥温度在80℃左右。应避免PP长时间与金属 壁接触

聚丙烯的二次加工性很好，其印刷性比聚乙烯好，照相凸版，胶版、平凹板等印刷方法均可使用，要获得良好的良好的耐热、耐油、耐水等要求的印刷性能，须经电晕放电处理等再行印刷。

纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年，国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。

纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技，其最终目标是人类按照自己的意识直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。纳米科技以空前的分辨率为我们揭示了一个可见的原子、分子世界。这表明，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高了前所未有的高度。有资料显示，2010年，纳米技术将成为仅次于芯片制造的第二大产业。