纳米材料在塑料改性中的应用

来源：广州宏武材料科技有限公司发布时间：2019-01-08浏览量：次

无机填充物以纳米尺寸分散在通用塑料基体中形成的有机/无机纳米复合材料叫纳米塑料。在纳米复合材料中，由于分散相的纳米尺寸效应、大比表面积和强界面结合，使纳米塑料具有高强度、耐热性、高阻隔性、阻燃性和优良加工性等优异性能，是一种全新的高技术新材料。

纳米材料在塑料改性中的应用：

（1）增强塑料的抗老化性能

高聚物的抗老化性能直接影响到它的使用寿命和使用环境，尤其是对于农用塑料和塑料建材，这是一个需要高度关注的指标。太阳光中的紫外线波长为200~400nm，而280~400nm波段的紫外线能使高聚物分子链断裂，从未使材料老化。纳米氧化物，如纳米氧化铝、氧化钛、氧化硅等对红外、微波有良好的吸收特性。将纳米SiO2和TiO2适当混配，可大量吸收紫外线，从而使材料抗老化。

（2）改善塑料的加工性能

某些高聚物如黏均分子质量在150分以上的超高分子量聚乙烯，虽然具有优良的综合使用性能，但由于其粘度极高，导致成型加工困难，从而限制了推广使用。利用层状硅酸盐片层间摩擦系数小的特点，将超高分子量聚乙烯与层状硅酸盐充分混合，制成纳米稀土/超高分子量聚乙烯复合材料，可有效减少超高分子量聚乙烯分子链的缠结，降低粘度，起到良好的润滑作用，从而大大改善了其加工性能。

（3）提高塑料的韧性和强度

纳米材料的出现为塑料的增强、增韧改性提供了一种全新的方法和途径。小粒径分散相表面缺陷相对较少，非配对原子多。纳米粒子的表面原子数与总原子数之比，随其粒子的变小而急剧增大，表面原子的晶体场环境和结合能与内部原子不同，具有很大的化学活性。晶体场的微粒化、活性表面原子的增多，使其表面能大大增加，因而可以和高聚物基材紧密结合，相容性比较好。当受外力时，离子不易与基材脱离，能较好地传递所承受的外应力。同时在应力场的相互作用下，材料内部会产生更多的微裂纹和塑料变形，能引发基材屈服，消耗大量冲击能，从而达到同时增强增韧的目的。常用的纳米材料包括纳米碳化硅，碳化硅晶须，纳米氧化铝，多壁碳纳米管等。

（4）纳米材料的加入使塑料功能化

金属纳米粒子具有异相成核作用，能诱发形成某些赋予材料韧性的晶型。用低熔点金属纳米粒子填充聚丙烯，发现它在聚丙烯中可起到导电通道和增强、增韧的作用，同时其低熔点亦改善了复合材料的加工性能。

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