纳米材料在塑料改性中的应用

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纳米技术在塑料改性中的应用
另外，在通用塑料中加入纳米粒子能使其达到工程塑料的性能； 在塑料中添加具有抗菌性的纳米粒子，可使塑料具有持久抗菌 性； 将纳米ZnO或纳米金属粒子添加到塑料中，可以得到具有抗静 电性的塑料；选用适当的纳米粒子添加到塑料中，还可以制成 吸波材料，用于生产 “隐身涂料”。
能的高分子材料有着重要的实际意义。
纳米粉末在填充塑料体系时表现出同时增强、增韧的特性，为 开拓聚合物复合材料的应用领域开辟了广阔的前景。开发纳米
聚合物复合材料并使之工业化应用，充分利用我国资源优势的
同时，也是改造传统聚合物工业技术的最佳途径，具有巨大的 市场潜力。目前我国在纳米改性高分子材料的应用研究方面才 刚刚起步，相信在不远的将来，纳米材料会进一步扩大工业化， 并广泛应用于高分子材料领域。
聚合物基体中形成的有机/无机纳米复合材料。在纳米复合
材料中，分散相的尺寸至少在一维方向小于100nm。由于分 散性的纳米尺寸效应、大比表面积和强界面结合，纳米复合 材料具有一般工程塑料所不具备的优异性能。 纳米塑料具有高强度、高刚性、韧性好、密度低、抗老化的 特点；由于纳米粒子尺寸小，纳米塑料显示出良好的透光性、 阻隔性、耐热性、杀菌防霉性、导热、导电及吸波性、防紫 外性等特性；此外部分材料还具有优异的耐磨性、阻燃自熄 灭性能。
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纳米材料改性塑料的常见制备方法源自文库
3、共混法
共混法也叫直接生成法,它是制备聚合物/无机粒子纳米复合材 料的方法中应用较广的一种,也是制备纳米复合材料最简单的方
法,适合各种形态的纳米粒子。
此法按共混方式可分为溶液共混法、乳液共混法、熔融共混法 和机械共混法。
共混法的特点是工艺简单、合成分步进行、粒子的形态及尺寸
目前国内汽车保险杠专用料多是高韧性、刚性低的聚丙烯（PP）
改性材料，不能满足汽车零部件高刚性、高韧性兼具的要求， 开发应用纳米粒子改性聚丙烯（PP）材料，能充分利用国内有
丰富的聚丙烯（PP）资源，具有广阔的发展前景。
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纳米技术在塑料改性中的应用
3、纳米技术提高了塑料的抗老化能力。 太阳光的紫外线波长在200~400nm之间，而280~400nm波段的紫 外线能使高分子材料分子链断裂，从而使材料老化，影响了塑 料的推广应用。 实验表明：纳米SiO2与TiO2适当混配，可吸收大量的紫外线， 从而使塑料抗老化能力提高；在PP中加入0.3%的纳米iO2，经 过700h热光照射后，其拉伸强度仅损失10%。
聚乙烯，复合材料的断裂伸长率提高。 研究表明，采用不同种类的纳米粉末混合填充聚合物，将使
复合材料的性能在某一点上出现极值，这是由于不同粒子的
官能团种类、数目及表层厚度不同，在粒子与基体作用的同 时，粒子之间也相互吸附，从而表现出协同效应。
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纳米技术在塑料改性中的应用
2、纳米技术为塑料的增韧增强改性提供了一种全新的方法和 途径。 塑料的增韧增强改性方法较多，传统的方法有共混、共聚、使 用增韧剂等。无机填料填充基体，通常可以降低制品成本、提 高刚性、耐热性和尺寸稳定性，然而往往带来冲击强度和断裂 伸长率的下降。 纳米技术的出现为塑料的增韧增强改性提供了一种全新的方法 和途径。纳米粒子表面活性原子多，可与基体紧密结合，相容 性比较好。近年来开始用纳米级无机填料填充聚合物。国外开 发成功的PP（聚丙烯）/ EPR（乙丙橡胶）/滑石粉纳米复合材
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纳米技术在塑料改性中的应用
1、纳米技术改善了高分子材料的物理力学性能。 普通填料加入到高分子材料中，一般使拉伸强度明显降低。 而采用纳米粉末填充的复合材料，其拉伸强度却会有所增加， 并在一定范围内出现极值。如纳米SiO2填充复合材料的拉伸
强度在SiO2体积分数为4%时达到最大值；采用纳米CaCO3填充
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纳米材料改性塑料的常见制备方法
1、插层法
插层法是采用层状无机物(如粘土、云母、石墨、层状金属氧化 物等) 作为无机相,将有机相单体插人到无机相 的层间进行原
位聚合或将聚合物直接插人层间形成复合材料的方法。
根据插层形式不同又可分为以下几种方法：（1）插层聚合法； （2）溶液插层法；（3）熔体插层法
整体框架
◆绪论
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◆纳米材料的特性 ◆纳米技术在塑料改性中的应用 ◆纳米材料改性塑料的常见制备方法
◆结束语
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绪论
纳米材料学是近年来刚刚兴起并受到普遍关注的一个新的科 学领域，它涉及到物理、化学、材料、生物等许多领域的知 识，为人们认识自然改造自然开辟了新的途径。一般来说， 纳米材料是指材料两相显微结构中至少有一相的一维尺度达 到纳米级的材料，其中纳米粒子相是数目很少的原子或分子 组成的聚集体，粒子直径小于100nm。


参考文献
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大小可以控制,通过控制条件可获得窄分布、高分散、小微粒 的纳米复合材料。其关键技术是控制纳米粒子以纳米尺寸均匀 分散在聚合物基体中。
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结束语
我国每年塑料进口量占国内总需求量50%，而国产塑料产品却过 剩，就是因为国产塑料产品多属于大品种通用聚合物，具有产 品型号少、品位低的缺点。纳米材料作为一项高新技术，在高 分子材料改性中有着非常广阔的应用前景，对开发具有特殊性
由于纳米粒子在磁、光、化学、催化等许多方面呈现出各种
各样的优异特性，世界各国先后对这种材料给予了极大的关 注，并迅速展开此方面的研究与开发。
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纳米材料的特性
科学研究表明，当微粒尺寸小于100nm时，由于量子尺寸效 应、小尺寸效应、表面和界面效应及宏观量子隧道效应，物 质的很多性能将发生质变，从而呈现出既不同于宏观物体， 又不同于单个独立原子的奇异现象，声、电、光、磁、热、
料，克服了以往聚丙烯 （PP）改性材料韧性增加而断裂伸长
率下降的缺点，它兼有高流动性、高刚性和耐冲击性。
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纳米技术在塑料改性中的应用
2、纳米技术为塑料的增韧增强改性提供了一种全新的方法和 途径。 国内已研制成功的纳米聚丙烯复合材料，是在聚丙烯原料加入 纳米粉末，使其聚集态及结晶形态发生改变，从而具有了新的 性能，既保持了原有刚性，又大幅度提高韧性。用这种材料制 成的箱包，既坚硬，又不易碎裂；用它制造汽车零部件，可代 替高品质的塑料和钢材。
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参考文献
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力学等物理性能有很大变化。
纳米材料由于其结构的特殊性，决定了纳米材料出现许多不 同于传统材料的独特性能：低熔点、高比热容、高热膨胀系
数；高反应活性、高扩散率；高强度、高韧性；奇特磁性；
极强的吸波性。优化了材料的电学、磁学、热学及光学性能。
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纳米技术在塑料改性中的应用
所谓 “纳米塑料”是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机
试验结果表明,插层聚合法、溶液插层法、熔体插层法所得到
的纳米复合材料具有相同或相似的结构和性能。近年来具有不 需要溶剂、制备工艺简单、材料来源 丰富、价格低廉、对环境 无污染等优点的熔体插层法已引起人们的极大兴趣。
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纳米材料改性塑料的常见制备方法
2、溶胶—凝胶法
溶胶一凝胶法是将烷氧金属化合物或金属盐等前驱物(水溶性盐 或油溶性醇盐 )溶于水或有机溶剂中形成均质溶液,溶质发生水
解反应生成纳米级粒子并形成溶胶,再与聚合物缩聚形成三维网
状结构的凝胶,经干燥除去低分子物以制备纳米复合材料的方法。 溶胶一凝胶法制备纳米复合材料的特点是:无机、有机分子有选
择地掺杂,两相分散均匀；可通过控制反应条件、有机与无机组
分的比例,使制备的纳米复合材料从无机物改性的塑料转变到有 机物改性的无机材料；工艺过程温度低,材料纯度高,有机相与 无机相可以分子间作用力、共价键结合,甚至因聚合物交联而形 成互穿网络。