纳米材料在塑料改性中的应用
纳米材料及其在工程塑料改性中的应用探讨
四 、纳米 塑料 的制备 方法
纳米 塑料 类型 多样 ，不 同塑 料 的制 备工 艺之 间 也存 在着 一定 的 差 异 ，目前 业 内常 用的 纳米 塑料 制 备方法 包括 共混法 、原 位聚 合法 、离 子交换法 以及插层 法等 等。 １ ． 共混 法制 备纳米塑 料
大可 引发特 殊效应 ，因此 纳米材料 会表现 出多种 特性 ，包括 熔点特 性 、 光学 特性 、导 热导 电特 性等 ，这 些特 性 的存在 改变 了物 质 以整体 状 态 存在 时所表 现 出的各种性 质。 二 、 纳 米 材 料 的特 性 １ ． 小 尺寸效应 非 晶态 的纳米 材料 其颗 粒粒径 小 ，其 尺寸 与德 布罗 意波 长 及超 导 态 的相 千长 度大致 相 当 ，有 些颗 粒粒 径甚 至 小于 光波波 长 ，此 时 ，晶 体 原有 的周期 性 的边 界条件 便会 被 打破 而发 生变化 ，因此 ，纳 米材 料 会发 生 显著 的小 尺寸效 应 ，其光 性 、 电磁性 质 、热 学 性质 及力 学性 质 等随 即发生不 同程 度 的变化 。发 生 了小 尺寸效 应 的纳米 材 料所 具备 的 特殊 物 理化学 性质 在材 料改 进 中可 得到 广泛应 用 ，如在 聚合 物 的性 质 改 良 中 ，讲 纳米材 料 添加入 其 中 ，则聚合 物 原有 的力 学特性 可 以得 到
行初步探讨。 关 键 词 ：纳 米 材 料
一
工程 塑料
改性
概 述 纳 米材 料是 “ 纳米级 结构 材料 ” 的简称 ，指的 是结 构单 元的 粒径 介于 Ｉ ｎ ｍ— ｌ Ｏ Ｏ ｎ ｍ 之间 的材 料 类型 。纳 米 材料 尺寸 极 小 ，与 电子 的相 干长 度相 当 ，易发 生强相 干并 引发 自组织 ，因此材 料性 质通 常发 生 变 化 。此外 ，由于纳 米材 料的 尺度 与光 的波 长大 致相 当 ，且 比表 面积 较
纳米材料在塑料节水器材中的应用研究——国家863计划项目
一
在 同 样含量
的
。
、
同样 的 表 面 处 理 条件 下
，
般是 很低
个 必 要 条件 是 分 散 粒
2008
塑 料制造
P L A S T IC S M A N U F A C T U R E
年 1 2 月币
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—
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厂 _____—
新技术新产 品
Ne
w
、
技 术路线
：
对表 面 处 理 剂
辅料
高 )
，
使 纳 米粒 子 形 态
尺寸
、
分 布得 到 有效控 制
。
，
促 使纳
之 间的 配 方 比例进 行试 验 分 析
；
纳 米材料在树脂 中的配 方 工 艺 ：
。
米材料在树脂 材料 中充 分 均 匀分 散和稳 定
纳米塑料母 料 制备 工 艺 ； 工 艺 温 度和 参数 的控 制
>6 0 0
经 济效应
7
460
10
13 10 0 6 70
16 200 660
22
26
3 70 420
30
。
未处 理
ND Z l 0 1
59 0
>6 0 0
30 0
550
／
400
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主 要 技 术 研 究 内容 和 成 果
如表 1
理
，
纳 米级 Ca C0 3 经 NDZ l
。
0 1 表面 处理 后 ，
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超细材料在塑料改性中的应用
纳米 Ｔ ｉ 的引入可使固化温度下降，固化物 的耐热 Ｏ 温 度指数 提高 。
３ 纳 米 ＴＯ ｉ 在抗 菌塑料 和保 鲜薄膜 中的应用 目前 ，在抗 菌 塑料 中 ，广泛 采 用 的抗 菌剂 是银 系抗 菌剂 ，其 杀 菌性 能 虽好 ，但 遇 光照 或保 存 时极 易 变 色 ，而且 会 从 塑 料 中析 出 ，对 人 体 不 利 。 另 外 ，由于银 的活 泼性 ，容易 发生 氧化 还原 反 应 ．引 起 塑料 颜色 黄变 ，这 些 问题 都将 给 塑料 的应 用带 来
料内部的缺陷进行极好的修饰 ，并可最大限度地减
少 内部残 留 的活性基 团 ，从而 能够 大幅度 提 高塑 料
弯 曲强度 、冲击 强度 、断裂伸长率均有影 响。而 且 ，添加 纳米 ＴＯ 的不饱 和 聚酯树 脂其玻 璃 化温 度 ｉ
比纯 不饱 和 聚酯树 脂 高 ，经处 理 后 的填充 复 合材 料 的玻 璃化 温 度 更 高 ，材 料 的增 韧 增 强效 果也 更 好 。 纳 米 ＴＯ 填 充改性 环 氧树脂 ，其拉 伸 弹性模 量 、拉 ｉ 伸 强度 、冲击 强 度均 会 提高 ，可 对环 氧树 脂 实现增 强增 韧 ，其他性 能也 能得 到 明显 改善 。 ２２ 催化 作用 ． 双 马来 酰 亚 胺 （ ＭＩ Ｂ ）是 制 备 高性 能 复合 材 料 的一种 重要 基础 树脂 ，在航 空航 天领 域 有着 广泛 的 应 用 。但 大 多数 Ｂ 单 体 的熔 点 和 固化 温 度偏 高 ， ＭＩ 且 因固化树 脂交 联 密度 大 而使材 料 呈脆 性 ，传 统 的 改性 方 法一 般是 采用 与 橡胶 、热 塑性 树 脂共 混 ，其
基于纳米技术的高分子增容与改性
基于纳米技术的高分子增容与改性随着科技的进步和创新，纳米技术逐渐成为了业界所关注的焦点和热点，它在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而高分子材料则是一种应用广泛且重要的材料，它广泛用于医疗、化学、塑料、织物等领域中，对于我们的生产和生活产生了巨大的影响。
本文将围绕纳米技术的应用，探讨基于纳米技术的高分子增容与改性。
一、纳米技术的应用纳米技术是通过制作和使用小于 100 纳米的纳米材料来产生新奇功能的技术。
这种技术可以用于制造新型材料、开发新型能源，并为现有艺术和科学领域带来创新性的改变。
纳米技术在医疗、电子、环境、军事等领域中被广泛应用。
其中，纳米材料的减小尺寸和增大比表面积，使得它们的特性与其大尺寸等体材料的特性大不相同。
这些特性包括导电性、光学性、力学性和热性等。
二、高分子增容与改性的意义高分子材料作为最重要的工程材料之一，在化学、医学、航空航天、汽车工业等领域中发挥着重要的作用。
高分子材料常被用作塑料、纤维、涂料、胶粘剂等，这些材料都有一个共同的特点——都是一种聚合物材料。
不过，这些聚合物材料的天然物性往往不满足人们的需求，如强度不足、耐热性差、难以润湿等。
高分子增容和改性的目的是改进这些性质，使其性能更加优秀，满足实际应用的需求。
三、基于纳米技术的高分子增容改性研究进展1.纳米增容技术纳米多元共混体系因为具有良好的增容效果和增强性能而成为了当前研究的热点。
纳米填料在纳米共混高分子材料中可以作为载体来增强高分子材料的流动性，同时可以改善其力学性能和耐热性能。
研究发现，固定量的纳米填料的加入可以显着增加复合材料的机械强度和热稳定性。
2.纳米改性技术纳米改性技术主要包括纳米粒子的表面改性和调控纳米填料的形态结构。
例如，纳米粒子表面上的化学修饰可以增强纳米粒子和高分子基体之间的黏着和相容性，从而提高材料的性能。
此外，纳米表面修饰技术还可以使纳米粒子增强聚合物材料的力学性能、介电性能和电学性能。
纳米尼龙的特性及用途
纳米尼龙的特性及用途纳米尼龙是一种经过纳米技术改性的尼龙材料，具有许多特殊的性能和应用。
下面将详细介绍纳米尼龙的特性及其广泛的用途。
1. 强度和韧性：纳米尼龙具有良好的强度和韧性，比普通尼龙材料更加耐用和可靠。
这使得纳米尼龙成为制造高强度和高耐候性产品的理想材料，如汽车零部件、高压管道和航空航天器件。
2. 耐磨性：纳米尼龙具有出色的耐磨性能，能够抵抗机械磨损和摩擦。
因此，纳米尼龙广泛应用于制造耐磨零部件，如机械传动零件、轴承和轮胎。
3. 抗腐蚀性：纳米尼龙具有很高的抗腐蚀性，能在恶劣的环境条件下保持材料的稳定性和性能。
这使得纳米尼龙在化学工业、海洋工程和水处理领域得到广泛应用。
4. 轻量化：纳米尼龙是一种轻质材料，具有较低的密度和重量。
这使得纳米尼龙成为制造轻量化产品的理想选择，如汽车部件、航空航天部件和体育用品。
5. 热稳定性：纳米尼龙具有较高的热稳定性，能够在高温条件下保持材料的性能。
这使得纳米尼龙在高温环境下使用的应用得到了广泛开发，如电子产品、热交换器和电力装备。
6. 电学性能：纳米尼龙具有良好的绝缘性能和导电性能。
这使得纳米尼龙在电子器件的制造和微电子工艺中得到广泛应用。
7. 抗紫外线性能：纳米尼龙具有良好的抵抗紫外线和氧化性能，能够在户外环境下长时间保持稳定性。
这使得纳米尼龙在户外用品、建筑材料和防火材料中应用广泛。
8. 可塑性和可加工性：纳米尼龙是一种易于加工和塑性变形的材料，能够通过注塑、挤出和压延等工艺制备成各种形状和尺寸的产品。
这使得纳米尼龙在塑料制品和工程塑料领域得到广泛应用。
总之，纳米尼龙具有强度和韧性好、耐磨、耐腐蚀、轻质、热稳定、电学性能好、抗紫外线、可加工等多种特性。
基于这些特性，纳米尼龙在汽车工业、航空航天、机械制造、化工工业、电子器件、建筑材料等领域具有广泛的应用前景。
未来随着纳米技术的不断发展，纳米尼龙将进一步突破传统材料的限制，推动各个领域的创新与发展。
纳米技术在材料科学中的应用
纳米技术在材料科学中的应用纳米技术是一门研究和应用物质在纳米尺度（1纳米=10^-9米）下的特性和现象的科学。
随着纳米技术的快速发展，它在材料科学中的应用也越来越广泛。
本文将介绍纳米技术在材料科学中的几个主要应用领域。
一、制备纳米材料纳米技术在材料制备领域有着广泛的应用。
通过纳米技术，可以将材料粒子控制在纳米尺度级别，并调控其形状、尺寸和结构，从而获得具有特殊性能的纳米材料。
例如，利用纳米技术可以制备出具有高比表面积和优异光电性能的金属纳米颗粒，用于催化剂、传感器和光电器件等领域。
二、纳米材料改性纳米技术可以通过对材料进行纳米级别的改性，来改善材料的性能和功能。
例如，将纳米颗粒添加到塑料基体中，可以显著提高塑料的强度、硬度和耐磨性。
此外，通过调控纳米颗粒的分散性和界面相互作用，可以提高材料的疲劳寿命和耐腐蚀性能。
三、纳米传感器纳米技术在传感器领域具有重要的应用价值。
利用纳米材料的特殊性能，可以制备出高灵敏度和高选择性的纳米传感器。
例如，利用金属纳米颗粒作为传感器的灵敏元件，可以实现对环境中微量物质的检测。
同时，纳米传感器还可以通过改变纳米材料的结构或表面性质，实现对不同目标物质的检测和识别。
四、纳米催化剂纳米技术在催化剂领域的应用也非常广泛。
通过调控催化剂的纳米尺度结构和表面性质，可以提高催化剂的反应活性和选择性。
例如，将过渡金属纳米颗粒负载在载体上，可以显著提高催化剂的比表面积，从而提高催化反应的效率。
此外，纳米催化剂还可以通过调控纳米颗粒的形状和表面结构，实现对反应产物分布的控制。
五、纳米涂层技术纳米技术在涂层领域的应用也日益重要。
通过纳米涂层技术，可以在物体表面形成一层纳米尺度的保护膜，提高物体的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
例如，利用纳米陶瓷材料制备的涂层可以保护金属表面免受氧化和腐蚀的侵害。
此外，纳米涂层还可以用于改善材料的光学性能、防火性能和耐高温性能。
总结而言，纳米技术在材料科学中的应用领域非常广泛，涵盖了材料制备、材料改性、传感器、催化剂和涂层等多个方面。
纳米技术及纳米材料在塑料中的应用及展望
通用 塑料 指 聚 乙烯 （ Ｅ） 聚 丙 烯 （Ｐ）聚 氯 乙 Ｐ 、 Ｐ 、 烯 （Ｖ 、 Ｐ Ｃ） 聚苯 乙烯 （Ｓ 和 丙 烯 酸类 塑 料等 大 宗塑 Ｐ ） 料 产 品 。纳 米材 料 的出 现为塑 料 的改 性提 供 了广 阔 的空 间。纳 米技术 在 塑料 中最 早 就是 用 于通用 塑料 的 改性 。 聚 乙烯 中可 以复 合 的纳米 材料 有Ｃ Ｃ 、 在 ａ Ｏｓ ｓＯ 、 ｉ 、 ２ 、 ｎ ＳＣ、 米 蒙 脱 土 、 米 黏 ｉ ＴＯ２Ａｌ Ｚ Ｏ、 ｉ 纳 Ｏ。 纳 土、 碳纳米 管 等 。 米 复合 聚 乙烯 塑料 大大 提高 了聚 纳 乙烯 塑料 的品 质 ， 效 地 提 高 了塑料 的耐 热 、 候 、 有 耐
１ 量轻、 耐磨、 耐腐蚀、 高强度、 无毒等特性 ， 是各类管道 的优选材料。 聚 丙烯 （ Ｐ 是 应用 很 广泛 的聚烯 烃材 料之一 ， Ｐ） 通 过在 聚 丙烯 （ Ｐ 中引入 纳米 粒 子 ， 以得 到增 强 Ｐ ） 可 增韧 的复合 材 料 。 引入 的纳米材 料主要 有粘土 、 可 蒙 脱土、 碳纳米 管 、 ａ Ｏ。ＳＯ２Ｔｉ 、ｎ 等 。 Ｃ Ｃ 、ｉ 、 Ｏ２Ｚ Ｏ 纳米 聚 丙 烯 复合材 料克 服 了传统 聚丙 烯材料 刚性 与韧性难 以相容 的矛盾 ， 代替 高 品质 的钢材是 汽 车业 、 可 包装 业 等行业 的理 想材 料 。如 果能实 现纳米 聚丙烯 的大 批 量生产 ， 使聚 丙烯 材料 的技 术 附加值 大大提 高 。 将
关 键词 ： 米技术 ； 纳 纳米 材料 ； 塑料 ； 用 ； 望 应 展
中图分类号 ： Ｓ ６ Ｔ ２５
文献标识码： 文章编号 ：０ ６ ７８ （０ １１－ ０ ０－０ Ａ １ ０－ ９１ ２ １） ９ １５ ２
纳米材料在包装行业的创新应用
纳米材料在包装行业的创新应用在当今科技飞速发展的时代，纳米材料正以其独特的性能和优势，在众多领域掀起一场创新革命，包装行业便是其中之一。
纳米材料的出现为包装行业带来了前所未有的机遇和挑战，其创新应用正在改变着我们对包装的认知和期望。
纳米材料，顾名思义，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1 100 纳米）的材料。
由于其尺寸极小，纳米材料具有许多与常规材料截然不同的物理、化学和生物学特性。
这些特性使得纳米材料在包装行业中展现出了巨大的应用潜力。
首先，纳米复合材料在包装材料的增强和改性方面发挥着重要作用。
通过将纳米粒子（如纳米黏土、碳纳米管、纳米二氧化硅等）添加到传统的包装材料（如塑料、纸张、金属等）中，可以显著提高材料的力学性能、热稳定性、阻隔性能等。
例如，纳米黏土增强的塑料薄膜具有更高的强度和韧性，能够更好地抵抗外力的冲击和拉伸，从而延长包装的使用寿命。
同时，纳米二氧化硅的加入可以提高纸张的强度和防水性能，使其更适合用于制作高档包装纸盒。
其次，纳米涂层技术为包装材料赋予了新的功能。
纳米涂层可以在包装材料的表面形成一层极薄但性能优异的防护层，有效改善材料的表面性能。
例如，纳米氧化锌涂层具有良好的抗菌性能，可以应用于食品包装，抑制细菌和霉菌的生长，延长食品的保质期。
此外，纳米二氧化钛涂层具有自清洁功能，能够分解有机污染物，保持包装表面的清洁和卫生。
还有，纳米银涂层具有强大的抗菌活性，能够有效防止包装内物品受到微生物的污染。
在阻隔性能方面，纳米材料的应用更是带来了突破性的进展。
传统的包装材料在阻隔氧气、水蒸气、紫外线等方面往往存在一定的局限性，而纳米材料的引入极大地改善了这一状况。
例如，纳米蒙脱土片层可以在聚合物基体中形成曲折的通道，延长气体和水蒸气分子的渗透路径，从而显著提高包装材料的阻隔性能。
这对于需要长期保存的食品、药品和化妆品等产品来说至关重要，可以有效地防止其变质和失效。
智能包装是纳米材料在包装行业的另一个重要应用领域。
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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。
3
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”。
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。
3
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
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。
3
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
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。
整体框架
◆绪论
1
◆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
1
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。
4
参考文献
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4纳米Leabharlann 料改性塑料的常见制备方法 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
参考文献
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