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      摘要：闡述了納米材料在塑料改性中的顯著效果及其分散措施，同時(shí)也指出了納米材料在塑料改性中應(yīng)用的困難。作者認(rèn)為，將納米材料制成母粒料，納米材料才能在塑料改性過(guò)程中有著廣泛的工業(yè)化應(yīng)用前景。前言　　　　　納米粒子是指線(xiàn)度處于1~100nm之間的粒子的聚合體，是處于該幾何尺寸的各種粒子聚合體的總稱(chēng)。這是一種介于固體和分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質(zhì)。納米材料是指顯微結(jié)構(gòu)中的物相具有納米級(jí)尺度的材料，即組成或晶粒在任一維上尺寸小100nm的材料。納米材料有三個(gè)層次：納米微粒、納米固體和納米組裝體系。本節(jié)主要闡述納米粒子(微粒)。納米技術(shù)本身就是通過(guò)改變材料的尺寸，使其有效面積增加進(jìn)行挖掘、改變材料的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)以及生物學(xué)特性?！　?　　由于納米粒子的顆粒尺寸很小，表面積與體積的比例隨之增大，常引起物理化學(xué)性質(zhì)的突變。納米粒子基本的特性(共性)表現(xiàn)為如下四方面：(1)小尺寸效應(yīng)，(2)表面效應(yīng)，(3)量子尺寸效應(yīng)，(4)宏觀量子隧道效應(yīng)。這一系列效應(yīng)導(dǎo)致了納米粒子在光學(xué)性質(zhì)、催化性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)性、磁性、熔點(diǎn)、蒸氣壓、相變溫度、燒結(jié)、超導(dǎo)及塑性形變等許多方面都顯示了特殊的性能?！　　　　〖{米材料的個(gè)性表現(xiàn)在如下四個(gè)方面：(1)化學(xué)活性。納米粒子的表面原子數(shù)很多，使得納米材料具有極高的化學(xué)活性。納米粒子的表面原子所占比例大，有極高的化學(xué)活性，所以，吸附能力強(qiáng)。由于表面效應(yīng)的影響，納米粒子表面活性中心數(shù)多，催化效率高。(2)熱學(xué)性能。熔點(diǎn)顯著降低。(3)光學(xué)性能。納米金屬粒子大都近乎黑體，表現(xiàn)出對(duì)可見(jiàn)光的極低的反射率和強(qiáng)吸收率。(4)磁學(xué)性能。納米磁性金屬的磁化率是普通金屬的20倍，而飽和磁矩是普通金屬的一半。1　納米塑料制備及其性能　　　　　　納米材料的應(yīng)用非常廣泛，現(xiàn)已進(jìn)入到電功能材料、磁功能材料、光功能材料、超導(dǎo)材料、智能材料、儲(chǔ)氫材料、生物醫(yī)學(xué)材料、組織(如細(xì)胞組織、皮膚組織)工程材料、納米藥載物體、功能膜、功能陶瓷、功能纖維和納米塑料各個(gè)領(lǐng)域。納米塑料是指金屬、非金屬和有機(jī)填充物以納米尺寸分散于樹(shù)脂基體中形成的樹(shù)脂納米復(fù)合材料。納米塑料具有高強(qiáng)度、高耐熱性、高阻隔性、高阻燃窒息性、良好的熱穩(wěn)定性、良好的導(dǎo)電性或各向異性以及可加工性等優(yōu)點(diǎn)，因此，被廣泛應(yīng)用。在樹(shù)脂基納米復(fù)合材料中，加入的填料分散相為納米材料。這是當(dāng)前塑料改性領(lǐng)域中熱門(mén)的課題?！　　　“凑账芰现屑尤氲募{米材料的不同，可將納米塑料分為無(wú)機(jī)納米塑料和有機(jī)納米塑料。在塑料中加入無(wú)機(jī)納米材料形成無(wú)機(jī)納米塑料，如加入納米級(jí)CaCO3、ZnO、TiO2、Cu、SiO2等可達(dá)到改善塑料性能和增加塑料特殊功能的效果。無(wú)機(jī)納米粒子由于價(jià)格低廉，對(duì)聚合物能同時(shí)起到增韌和增強(qiáng)作用，而且制得的復(fù)合材料無(wú)各向異性等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)舉例如下：　①以EP為聚合物基體，納米SiO2填充量為3％時(shí)，材料的拉伸彈性模量提高370％，拉伸強(qiáng)度提高44％，沖擊強(qiáng)度提高878％?！、诩{米Al2O3可作為乳液聚合的種子，將乙酸乙烯酯在其表面聚合，得到聚乙酸乙烯酯／Al2O3體系，其熱分解溫度從197℃提高到300℃。將納米Al2O3粒子分散在苯乙烯單體中，通過(guò)室溫填充本體聚合制PS／Al2O3復(fù)合材料，不僅耐熱性提高，而且，Al2O3納米粒子還起到增強(qiáng)增韌作用?！、奂{米級(jí)CaCO3用其質(zhì)量份數(shù)的1．5％經(jīng)稀釋過(guò)的鋁酸酯偶聯(lián)劑在研缽中研磨1h，再與PVC樹(shù)脂及助劑在高速混合機(jī)中于120℃下捏合10min，出料后在175℃時(shí)在開(kāi)煉機(jī)上塑煉8min，在壓力機(jī)上熱壓成片。當(dāng)納米級(jí)CaCO3用量為10％時(shí)，拉伸強(qiáng)度出現(xiàn)最大值，為純PVC的123％；且缺口沖擊強(qiáng)度出現(xiàn)最大值(16．3kJ／m2)，為純PVC的313％。④將經(jīng)過(guò)表面處理的納米CaCO3粒子加入HDPE，經(jīng)混煉制成母料，經(jīng)擠出造粒，最后注塑樣條。納米級(jí)CaCO3粒子與HDPE樹(shù)脂有一定的相容性，能起到增強(qiáng)增韌作用。表面處理能使CaCO3粒子在基體樹(shù)脂分散均勻，大大地減少了CaCO3粒子的用量，一般認(rèn)為在4~6％，其沖擊強(qiáng)度比基體提高一倍?！、菁{米級(jí)CaCO3經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚畛銹P能起到增韌作用。納米級(jí)CaCO3對(duì)PP的增韌類(lèi)似于無(wú)機(jī)剛性粒子對(duì)聚合物增韌行為?！、尥ㄟ^(guò)插層聚合制得的PA／蒙脫土納米復(fù)合材料，其力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性與純PA6相比有顯著提高，具有高強(qiáng)度、高模量、高熱變形溫度等良好性能的材料?！、呒{米SiO2粒子在EP塑料中的改性效果也很好。EP最大的缺點(diǎn)是固化物的脆性大。借助于偶聯(lián)劑的作用，采用原位聚合法制得了EP／納米SiO2復(fù)合材料。偶聯(lián)劑與樹(shù)脂的最佳用量比為5：100(重量比)，納米SiO2與樹(shù)脂的最佳用量比為3：100，復(fù)合材料的增強(qiáng)增韌效果較好。⑧經(jīng)用鈦酸酯偶聯(lián)劑表面處理的納米TiO2對(duì)HIPS廢料具有較好的改性效果。納米級(jí)TiO2粒子對(duì)HIPS廢料具有增韌、增強(qiáng)和提高斷裂伸長(zhǎng)率的效果，當(dāng)其含量為1％左右時(shí)，材料的力學(xué)性能最佳；納米TiO2對(duì)馬來(lái)酰亞胺的固化具有催化作用：固化放熱向低溫移動(dòng)，峰終溫度下降的度數(shù)最大約60℃?！　【C上所述，納米材料在塑料中改性效果顯著，潛力很大，前景十分樂(lè)觀。然而，納米材料在塑料改性中的應(yīng)用并未進(jìn)人工業(yè)化生產(chǎn)，其根本原因是納米材料在塑料中分散均勻很困難。根據(jù)現(xiàn)在的情況來(lái)看，比顏料在塑料中分散還要困難。由于納料的顆粒太細(xì)，因此，這些細(xì)微的顆粒能迅速團(tuán)聚成大的顆粒。 中國(guó)傳媒資訊網(wǎng)