纳米材料的改性

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2019-02-27 人气: - 评论: 0

纳米材料是指粒径处于纳米量级1100 nm的材料,它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于纳米粒子尺寸甚小,故具有独特的量子尺寸效应、表面效应、界面效应、体积效应、宏观显示隧道效应、小尺寸效应等。

因此,纳米材料具有许多特点。这就导致由纳米微粒构成的体系产生了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊的性质。纳米塑料则是纳米级的硅酸盐、碳酸钙、SiO:,TiO:,蒙脱土等均匀分散在塑料母体树脂中的复合

材料。根据合成树脂不同可分类为:纳米尼龙、纳米聚烯烃、纳米聚酯等。纳米塑料的无机纳米粒子加人量较少,一般质量分数为2 5 ,仅为通常无机填料改性时加入量的110左右。

与原来母体树脂相比,纳米塑料改进和提高的性能有以下几个方面的特点:

①提高力学性能。其弯曲模量(刚性)可提高152倍;

②提高耐热性能。其热变形温度可提高十多度,热膨胀系数下降为原来的12

③增加塑料阻隔性。使材料对二氧化碳、氧气的透过率降为原来1215

④改进材料的透明性、颜料着色性;

⑤提高材料的阻燃等级;

⑥提高材料的尺寸稳定性等。

纳米塑料中最常用的纳米无机材料蒙脱土(MMT),是我国富产的一类天然黏土矿物。它是一种层状硅酸盐,其结构:片层为纳米尺度,包含3个亚层,在2个硅氧四面体亚层中间夹含一个铝氧八面体亚层,亚层之间通过共用氧原子以共价键连接,结合极其牢固。蒙脱土能进一步与单体或聚合物熔体反应,在单体聚合或聚合物熔体混合的过程中,剥离为纳米尺度的结构片层,均匀分散到聚合物基体中,从而形成纳米塑料。纳米塑料中含蒙脱土量较少,通常质量分数仅为2 5 ,但其刚性、强度、耐热性等性能与常规玻璃纤维或矿物填充增强复合材料相当,因而纳米塑料的密度较低,比强度和比模量高而又不损失其抗冲击强度,能够有效地减轻制品质量。同时,由于纳米粒子尺寸小于可见光波长,纳米塑料具有高的光泽和良好的透明度。值得一提的是它还赋予材料的阻燃性,因目前具有阻燃性塑料的添加剂大多采用含卤化合物,这种含卤素的阻燃剂在燃烧时生成的烟雾中含有腐蚀性的卤化氢及致癌物,不符合环保的要求。因此要求采用无卤阻燃材料的呼声日趋高涨。若使用一般氢氧化铝、氢氧化镁无机阻燃剂时因添加量太大,会使材料力学性能受到较大影响,故采用阻燃自熄性的纳米塑料是较合适的选择方案。

总之,纳米复合改性已成为制备先进包装材料的主要途径,其应用前景十分广阔。


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