塑料見得多，納米塑（sù）料又（yòu）是什（shí）麽呢?一般說來，納米技術是指在（zài）納米尺寸範圍內，通過直接操縱和安排原子、分子來創造物質。因此，納米塑料是指無機納米粒子以納米級尺寸(一般為1-100nm)均勻分（fèn）散在聚合物基體樹脂中（zhōng）形成的（de）複合材料，也被稱為聚合（hé）物基納米複合材料。由於納米粒子尺寸小，彼此間距離非常近，因此，具有獨特的量子尺寸效應、表麵效應、界麵（miàn）效（xiào）應、體積效應、宏觀量子隧道效應、小尺寸效應和超塑性，從而使納米塑料具有獨（dú）特的物理力學性能，成為複合材料發展（zhǎn）的最前端產品之一。

    聚合物（wù）/納米複合材料

    常用的無機（jī）納米粒子包括（kuò）矽酸鹽、碳酸鈣、SiO2、TiO2、SiC、Al2O3、雲母等，根據基體樹（shù）脂不（bú）同，納米複合材料可分類為：納米尼龍（lóng）、納米聚（jù）烯烴、納（nà）米聚酯（zhǐ）、納米聚甲醛等。世界上最早的納米塑料工（gōng）業化應用是1991年日本豐田中央研究所和尼龍樹脂廠宇部興產(UBE)公司共同（tóng）開發的、用做汽車定時器罩的納米尼龍6，從此拉開了納米塑料快（kuài）速發展的序幕。近（jìn）幾年來，世界各國都競相投入資金和人力，加大了納米塑料的開發力度和產業化步（bù）伐，特別是工業發達國家（jiā），目前已經形成了一個納米塑料產業。

    與原來的基體（tǐ）樹脂相比，納（nà）米塑料提高了材料的力學性（xìng）能和熱性能。複合材料的彎曲模量(剛（gāng）性（xìng）)可提高1.5-2倍，摩擦和耐磨損性及耐熱性也得到提高，熱變形（xíng）溫度可上升幾十度，熱膨脹（zhàng）係數則下降為原來的一半。同時，納米複合材料具有更多、更高的功能性，如阻隔性、阻燃性等。複合材料的透明性、著色性、導（dǎo）電性和磁性（xìng）能也得到了相應的（de）提高。納米粒子的加入也提高了複合材料（liào）的阻燃（rán）等級，使（shǐ）材料對二（èr）氧化碳、氧的透過（guò）率（lǜ）下降。另外，納米粒子填（tián）充聚合物還能提高複合材料的（de）尺寸穩（wěn）定性。

    納米塑料的無機（jī）納（nà）米粒（lì）子加入量較小，一般為（wéi）2%-5%，僅為通常（cháng）無機（jī）填料改（gǎi）性時加入量的1/10左右（yòu），因而複合材料（liào）的密度與原來樹脂相比幾（jǐ）乎不變（biàn）或增加很小。因此，不會因密度增加過（guò）多（duō）而（ér）增加下遊塑料加工廠的成（chéng）本，也沒有因填料過多導致其他性能下降（jiàng）的弊病。由於納米粒子尺寸小，因此（cǐ）成型加工和回收時（shí）幾乎（hū）不發生斷裂破損（sǔn），具（jù）有良好的可回收性。納米塑料的缺點與通常無機填料一樣，納米粒（lì）子的加入會（huì）使塑料的焊接強（qiáng）度有所下降，有些納米塑（sù）料如納米尼龍的韌性(衝擊強度)有所下降，但納米聚烯烴的韌性卻有所提高。

    由於納米塑（sù）料（liào）對材料的改性不是通過製備新（xīn）結構塑料完成的，因此，利用現有設備或稍加改造便可進行（háng）生產，設備投（tóu）入資金少，這兩點也是推（tuī）動和加快納米塑料商業化的有利因（yīn）素。

    納米塑料生產方法

    納米塑料的生產方（fāng）法主要有（yǒu）四種（zhǒng）：插層複合法、原位複（fù）合法、分子複合法和超微粒子直（zhí）接分散法。

    插層複合法是目前製備納米塑（sù）料的主要方法（fǎ）。首先將單體或聚合物插入經插層劑處理後的層狀矽酸（suān）鹽(如蒙（méng）脫土)之間，破壞片層矽酸鹽緊密有序的堆積結構，使其剝離成（chéng）厚度為1nm左右，長、寬為30-100nm的層（céng）狀基本單元，均勻分散於聚合物基體中，實現聚合（hé）物高分子與層狀矽酸鹽片層在納米尺度上的複合。插層（céng）複（fù）合法又可分為插層聚合法（fǎ）和聚合（hé）物插層法。插層聚合法是（shì）先將聚合物單體分散、插（chā）層進入層狀矽酸鹽片層中，然後原位聚合，利用聚合時放出大量的熱克服矽酸鹽片層間的作用力，並使其剝離，從（cóng）而（ér）使矽酸鹽（yán）片層與塑料基（jī）體（tǐ）以（yǐ）納米尺度複合。聚合物插層（céng）法是將聚合物熔體或溶液與層狀矽酸鹽混合，利用化學和熱力學作用使層狀矽（guī）酸鹽剝離成納米尺度的片層並均勻地分散於聚合物基體中。該法的優點是（shì）易於實現無機納米材料以納米尺寸均勻地分（fèn）散到塑料（liào）基體樹脂中。

    原位複合法（fǎ）包（bāo）括原位聚合法和原位形成填料法。將納米粒子溶解於單體溶液再進行聚合反應，叫原位聚合法（fǎ）。其特點是納米（mǐ）材料分散均勻。原位形成填料法也叫溶膠（jiāo）凝膠法，是近（jìn）年研究比較活躍和前景看好（hǎo）的方法。該法（fǎ）一般（bān）分兩步，首先將（jiāng）金屬或（huò）矽（guī）的矽氧基化合物有控製地水解使（shǐ）其生成溶膠，水解後的化合物再與（yǔ）聚合物（wù）共縮聚，形成凝膠，然後對凝膠進行高溫處理，除去溶劑等小分子即可得到納米塑料。

    分子複合（hé）法代表性的產品是液晶聚合物（wù）(LCP)係納米塑料。利用熔（róng）融共混或接枝共聚、嵌段共聚的方法，將LCP均勻地分散於柔性高分子基體中。原位生成納米（mǐ）級的LCP微纖，其尺寸比（bǐ）一（yī）般（bān）納米複合（hé）材料更小，分散程度（dù）接（jiē）近分子水平，因此稱為分子複合法。其優點是可大幅度提高柔性高分子基體樹脂的拉伸強度、彎曲模量、耐熱性、阻隔性。

    超微粒子直接分散（sàn）法包括乳（rǔ）溶共混法、溶液（yè）共混法、機械共混法（fǎ）、熔融共混法等（děng），有實際意義的為熔融共混法，其他（tā）方法難於達到理（lǐ）想的分散效果。例如，機械共混（hún）法（fǎ）雖然簡單，但很難使易團聚的無機納米（mǐ）粒子在塑料基體中以納米（mǐ）尺寸均（jun1）勻分散（sàn）。用捏合機、雙螺杆擠出配混機將塑料與納（nà）米粒（lì）子在塑料（liào）熔點（diǎn）以上熔融，混合的（de）難點（diǎn）和關鍵是要防止納米（mǐ）粒子團聚，故一般要對納米粒（lì）子進行表麵處理。表麵處理劑有（yǒu）兼容劑、分散劑、偶（ǒu）聯劑，並經常使用兩種以上（shàng）表麵處理劑。另外，要優化熔融共混（hún）裝置結構參數以達到（dào）最佳分散效果。該法（fǎ）工藝簡單，納米粒子與複合材料製（zhì）備分步進行，易於控製（zhì）納米粒子的形態和尺寸。

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