塑料見得多，納米塑料又是什麽呢?一般說（shuō）來，納米技術是指在納米尺寸範圍內（nèi），通過直接操縱和安排原子、分子來（lái）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)均勻分散在（zài）聚合物基體（tǐ）樹脂中形成的複合材（cái）料，也被稱為聚合物（wù）基納米（mǐ）複合材（cái）料。由於納米粒子尺寸小，彼此間（jiān）距離非常近，因此，具有獨特的量子尺寸效應、表麵效應、界麵效應、體積效應、宏觀量子隧道（dào）效應、小尺寸效應和超塑性，從而（ér）使納米塑料（liào）具有獨特的物理力學性能，成為複合材料（liào）發展的（de）最前端產品之一。
聚合物/納米複合材料
常用的無機納米粒子包括矽酸鹽、碳酸鈣、SiO2、TiO2、SiC、Al2O3、雲母等，根據基體樹脂不同，納米複合（hé）材料可分類為：納米尼龍、納（nà）米（mǐ）聚烯烴、納米聚酯（zhǐ）、納米聚甲醛等。世界上最早的納米塑料工業化應用是1991年日（rì）本豐田中央研究（jiū）所和（hé）尼龍樹脂廠宇部興產(UBE)公司共同開發（fā）的、用做汽（qì）車定時器罩的（de）納米尼龍6，從此拉開了納米塑料快速發展的序幕。近幾年來，世界各國都競相投入資金和人力，加大了（le）納米塑料的開發力度和產業化步伐，特（tè）別是工業發達國（guó）家，目（mù）前已經形成了（le）一個納米塑（sù）料產業。
與原來的（de）基體樹脂相比，納米塑料提（tí）高了材料的（de）力學性能和熱性能。複合材料的彎曲模量（liàng）(剛性)可提（tí）高1.5-2倍，摩擦和耐磨損性及耐熱性也（yě）得到提高，熱變形溫度可上升幾（jǐ）十度（dù），熱（rè）膨脹係數則下降（jiàng）為原來的一半。同（tóng）時，納米（mǐ）複合材料具有更多、更高的功能性，如阻隔性、阻燃性等（děng）。複合材料的透（tòu）明性、著色性、導電（diàn）性和磁（cí）性能（néng）也（yě）得到（dào）了相應的提高。納米粒子的加入也提高了複合材料的阻燃等級（jí），使材料對二氧化碳、氧的透過率下降。另外，納米粒子填充聚合物還能提高複合材料的尺寸穩定性。
納米塑料的無機納米粒子加入量較小，一般為2%-5%，僅為通常無機填料改（gǎi）性時加入量的1/10左右，因（yīn）而複合材料的密度與原來樹脂相比幾乎不（bú）變或增加（jiā）很小。因此，不會因密度增（zēng）加過多而增加下遊塑（sù）料加工廠的成本，也沒有因填料過多導致其他性能（néng）下降的弊（bì）病。由（yóu）於納米粒子尺寸小，因此成型加工（gōng）和回收時幾乎不發生斷裂破損，具有良好的可（kě）回收（shōu）性。納米塑料的缺點與（yǔ）通常無機（jī）填料一樣，納米粒子（zǐ）的加入會（huì）使（shǐ）塑料的焊接強度有所（suǒ）下降，有些納米塑料如納米尼（ní）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。
由於納米塑料對材料的改（gǎi）性不是通過製備新結構塑料完成（chéng）的，因此，利用（yòng）現有設備或稍加改造便可進行生產（chǎn），設（shè）備投入資金少，這兩點也是推動和加快納米塑料商業化（huà）的有利因素（sù）。
納米塑料生產方（fāng）法
納米塑料的生產方法主要有四種：插層複合法、原位複合法、分子複合法和超微粒子直接分散法。
插層複合法是（shì）目前（qián）製備納米塑料的主要方法。首先將單體或聚合物插入經插層（céng）劑處理後的層狀矽酸鹽(如蒙脫土)之（zhī）間，破壞（huài）片層矽酸鹽緊密（mì）有序的堆（duī）積結構，使其剝離成厚度為1nm左右，長、寬為30-100nm的層狀基本單元，均勻分散（sàn）於聚合物基體中（zhōng），實現聚合物高分子與層狀矽酸（suān）鹽（yán）片層（céng）在納米尺度上的複合。插層複（fù）合法又可分為插層聚合法和聚合物插層法（fǎ）。插層聚合法是先將聚合（hé）物單體（tǐ）分散、插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（dà）量的熱（rè）克服矽酸鹽片層間的作用力，並使其剝離，從而使矽酸鹽片層（céng）與塑料基體以納米尺（chǐ）度複合。聚合物插層法是將聚合物熔體或溶液與層狀矽酸鹽混合，利用化學（xué）和熱力學作用使層狀矽酸鹽剝（bāo）離成納米尺度的片層並均勻地分散於聚（jù）合物基體中。該（gāi）法的優點是易於實現無機（jī）納米材料以納米尺寸均勻地分散到塑料基體樹脂中（zhōng）。
原位複合法包（bāo）括原（yuán）位聚合法和（hé）原位形成填料法。將納米粒子溶解於單（dān）體溶液再進行聚（jù）合反應，叫原位聚合法。其特點是納米材（cái）料分散均勻。原（yuán）位（wèi）形成填料法也叫溶膠（jiāo）凝膠（jiāo）法（fǎ），是近年研究（jiū）比較活躍和前景看好的方法。該法一般分兩步（bù），首先將金屬或矽的矽（guī）氧基化合物有控製地水（shuǐ）解使其生成溶膠，水解後的（de）化合物再與聚合物共縮聚，形成凝膠，然後對凝膠進行（háng）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（yè）晶聚合物（wù）(LCP)係納米塑料。利用（yòng）熔融共混（hún）或接枝共（gòng）聚、嵌段共聚（jù）的方法，將LCP均勻地分散於柔性高分子基體中。原位（wèi）生成納米級的LCP微纖，其尺（chǐ）寸比一般納米複（fù）合材料更（gèng）小，分散（sàn）程度接（jiē）近分（fèn）子水平，因此稱為分（fèn）子複合（hé）法。其優點是可大幅度（dù）提高柔性高（gāo）分子基體樹脂的拉伸強度、彎（wān）曲（qǔ）模（mó）量、耐熱性、阻隔性。
超（chāo）微粒子直接分散法包括乳溶共混法、溶液共混法、機械（xiè）共混法、熔融共混法等，有實際（jì）意義（yì）的為熔融（róng）共（gòng）混法，其他方法難於達到理想的分散效果。例如，機械共混法雖然簡單，但很難使易團聚的無機納米粒子（zǐ）在塑料基體中以納米尺寸均勻分散。用捏合機、雙螺杆擠出配（pèi）混機將塑料與（yǔ）納（nà）米粒（lì）子在塑（sù）料熔點以上（shàng）熔融，混合的（de）難點和關鍵是要（yào）防止納米粒子團聚，故一般要對納米粒子進行表麵處（chù）理。表麵處理劑有兼容劑、分散劑、偶（ǒu）聯劑，並經常使（shǐ）用（yòng）兩種以上（shàng）表麵處理劑。另外，要優化熔融共混裝置（zhì）結構參（cān）數以達到最佳分散效果。該法（fǎ）工藝（yì）簡單（dān），納米粒子與複合（hé）材料製備分步進行，易於控製納米粒子的（de）形態和尺寸。
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