纳米塑料的性能.ppt

1、纳米塑料的性能,塑料本身有质量轻、韧性强、耐磨性好、耐酸碱等优良特性，但随着材料科学的发展和应用领域的开拓，塑料固有的性能已不能满足应用的需要。例如耐高温性能，尽管人们一直通过研究合成新的高分子材料单体和改变高分子结构来提高塑料的耐高温性能，但无纳纳米粒子的加入对这一性能的提高比前一种方法效果好得多，而且成低得多。有些塑料没有的性能甚至可以通过加入纳米材料而得到，像一些功能塑料。,一、强度和高耐热性 用插层技术制备纳米塑料可将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性完美地结合起来。含有少量（不超过10%，通常5%左右）粘土的纳米塑料与常规玻纤或矿物（30%）增强复合材料的刚性

2、、强度、耐热性相当。但纳米塑料质量轻，具有高比强度、比模量而又不损失其冲击强度，能够有效降低制品的质量，方便运输。同时，由于纳米粒子小于可见光波长，纳米塑料具有高的光泽和良好的透明度以及耐老化性。这些优点是其他材料无法相比的，所以纳米塑一出现，立刻受到人们的青睐。,纳米塑料的性能,二、高阻透性 由于聚合物基体与粘土片层的平面取向作用，纳米塑料表现出良好的尺寸稳定性和良好的气体阻透性。纳米塑料搞阻隔性使其广泛用一坑级包装材料上，例如药品、化妆品、生物制品和精密仪器等等。,纳米塑料的性能,纳米塑料与未填兖的聚合物相比，其气液体的透过性显著下降，并随着蒙脱土含量的增加而迅速下降，阻隔性能显著上升。在

3、聚酰亚胺-蒙脱土纳米塑料中，其气体渗透系数（包括水蒸气、氧气和氦气）显著下降，并随着蒙脱土含量的增加而下降。当蒙脱土质量含量仅为2%时，其渗透系数下降近一半；当用不同粘土来制备时，随着粘土片层长度的增加，材料的阻隔性能提高更显著。这是由于在纳米塑料中的聚合物基本中存在着分散的、大的尺寸比的硅酸盐层，这些层对于水分子和单体分子来说是不能透过的，迫使溶质要通过围绕硅酸盐粒子弯曲的路径才能通过薄膜，这样就提高了扩散的有机通道长度，达到阻隔性上升的目的。,纳米塑料的性能,三、高阻燃窒息性 有些纳米塑料还具有很高的自熄性、很低的热释放速率（相对聚合物本体而言）和较高抑烟性，是理想的阻燃材料，例如把聚已内

4、酯-硅酸盐纳米塑料和未填充的聚已内酯放在火中3Os，取出后纳米塑料就停止燃烧，并保持它的完整性；与此相反，未填充的聚合物则继续燃烧直到样品被破坏为止。如纳米尼龙6，当粘土含量为5%时，其热释放速率的峰值（评价材料为灾安全性的关键因素）可以下降到50%以上。因此，国外有文献称这种纳米塑料制造技术是塑料阻燃技术的革命,纳米塑料的性能,四、良好的热稳定性 硅酸盐的耐高温性用于纳米塑料使其耐热性和热稳定性明显提高。例如聚二甲基硅氧烷（PDMS）-粘土纳米塑料和未填充的聚合物相比，其分解温度大大提高，从400提高到500。由此可知，由于PDMS分解成易挥发的环状低聚物，但纳米材料的透过性很低，从而使挥发

5、性分解物不易扩散出去，提高了塑料的热稳定性。在聚酰亚胺-蒙脱土体系中，热稳定性也大大提高。,纳米塑料的性能,随着蒙脱土含量的增加，纳米塑料的热膨胀系数显著降低、蒙脱土含量仅4%时就下降近一半，热稳定性明显增加。 在纳米粘土尼龙（NCH）中，产物的热变形温度（HDT）提高了近1倍（NCH的为135160，纯尼龙的为65）。此时粘土含量仅5%左右，随着粘土含量的增加，HDT也逐渐增加。用一步法合成NCH，产物的HDT进一步提高到160。,纳米塑料的性能,五、良好的导电性 硅酸盐纳米塑料也可用做聚合物电解质。对于聚环氧乙烷（PEO）电解质来说，在熔点温度以下，它的电导率下降很多（从10-5Scm-1

6、到10-8Scm-1）。这种下降是由于PEO形成了晶体，从而阻止了离子的运动，而插层则可以阻止晶体的生长，因此可以提高电解质的电导率。此外，由于在纳米塑料中硅酸盐片层是不能移动的，因此纳米塑料的导电表现为单离子传导。从PEO/锂蒙脱土纳米塑料的平面离子电导率的Arrhenius曲线（聚合物质量占4%）可以看出，LiBF4/PEO电解质的电导率在熔化温度下降低了几个数量级。,纳米塑料的性能,与此相反，在相同的温度范围内，温度对纳米塑料的电导率影响很小。电导率随温度降低只是稍有下降。 此外，在纳米塑料中的表面活化能（11.7N/m）和熔融聚合物电解质的类似。这表明，在纳米塑料中和在本体熔融的电解质

7、中，Li+的活动性几乎相同；另外，熔融插层的纳米塑料的电导率比溶液插层的更高，而且各向异性明更明显。这可能是由于在熔融插层材料中，存在着过量的聚合物，从而提供了一条更容易的电导途径。,纳米塑料的性能,在PEO/Na蒙脱土体系，随着温度的升高，电导率上升，直至580K时达到最大值随后电导率又下降。这是由于在600K左右插层的聚合物分解的缘故，这和其热稳定性是一致的。在聚吡咯-荧光石体系中也有类似情况。,纳米塑料的性能,六、纳米塑料的各向异性 纳米塑料还具有各向异性的特点。例如在尼龙-层状硅酸盐纳米塑料中，热胀系数就是各向异性的：在注射成型时的流动方向的热胀系数为垂直方向的一半，而纯尼龙为各向同性

8、。从透射电镜照片可以看出，1nm厚的蒙脱土片层分散在尼龙基体中，蒙脱土片层的方向与流动方向相一致，聚合物分子链也和流动方向相平行。因此，各向异性可能是蒙脱土向高分子链相向的结果。,纳米塑料的性能,七、纳米塑料的热力学原理及性能 目前对纳米塑料的研究还主要集中在合成与性能方面，关于热力学方面的研究极少有报道。Giannelis初步提出一个基于平均场的晶格热力学模型。首先，他提出了几点假设：1、各种组分的构象和相互作用是独立的；2、熵是聚合物和硅酸盐（包括层间的烷基铵离子）构象变化的总和；3、硅酸盐构象的变化可用修正的Flory-Huggins晶格模型来测定，在这个模型中，占据的晶格模拟烷基铵阳离

9、子在不能穿透的硅酸盐片层之间的取向；4、插层聚合物链的约束，与用自治场法处理的、在两表面之间具有排斥体积的无规飞行聚合物相似；5、对于焓，应用一个修正的平均场。在这个方法中，每个晶格位置相互接触的数目被每个晶格位置相互作用面积所代替，允许相互作用参数用单位面积的能量来表示，并且可用界面或表面能近似表示。,纳米塑料的性能,八、纳米塑料的加工性能 由于纳米塑料插层复合工艺是在传统工艺基础上的技术革新，不需要新的设备投资，工艺简单、操作方便、环境友好，特别适合聚合物的改性，容易实现工业化生产。纳米塑料可以制得以下各种材料。,纳米塑料的性能,1、纳米薄膜 纳米塑料薄膜主要用做功能性薄膜，如气体分离、信

10、息-光学材料以及传感器等方面。这主要是因为纳米塑料薄膜有致密的微观结构，可抑制分子的溶解扩散而增进薄膜的阻透性。中科院化学所开发的纳米尼龙6膜用切片，适用于吹塑和挤出制备热收缩肠衣、双向拉伸膜、单向拉伸膜及其复合膜。与普通尼龙薄膜相比，纳米尼龙6膜具有更良好的阻透性、力学性能和透明情，因而是更好的食品包装材料。,纳米塑料的性能,2、注塑制品 纳米塑所具有的高强度、高模量、高耐热性和低吸水率等特性，使其可用于电子通讯-、运输、机械以及生活用品等产业，满足这些产业对高功能性工程塑料的需求。例如，尼龙6具有良好的物理、力学性能，拉伸强度高、耐磨性优异、自润骨性良好、抗冲击韧性好，是五大工程塑料中应用

11、最广的品种。但在较强外力和加热条件下使用，刚性和耐热性不佳，吸水率大，使制品的稳定性和电性能变差，在许多领域的应用受到限制。,纳米塑料的性能,中科院化所所工程塑料国家重点实验室应用天然丰产的蒙脱土层状硅酸盐作为无机分散相，发明了一步法制备纳米尼龙6的专利。该法制备的纳米尼龙6与纯尼龙6相比具有更高的强度、模量，耐热性、阻透性能更好，并具有良好的加工性能。与普通的玻纤维增加和矿物增强尼龙6相比，具有相对密度耐磨性好，相同无机物含量条件下综合性能比前者高等优点；同时，纳米塑料还可进一步用于玻纤增加和普通矿物增加等改性尼龙。纳米尼龙具有优异的力学性能和高强耐热性能，应用领域广泛，可用于汽车的各个部件

12、，如发动机、电器和车体等部位，还可用于办公用品、电子电器零部件、运动休闲用品等。纳米尼龙6是塑料行业理想的高附加值升级换代产品。,纳米塑料的性能,3、强力纤维 纳米塑料还可以用于做高强度、高韧性、高耐热性材料，例如，纳米尼龙6的纺丝器可取代通用尼龙丝，用做界胎帘子布、渔网渔绳纤维、汽车用纤维、帆布用纤维及球拍用纤维等，可以极大地提高产品的使用性能。,纳米塑料的性能,4、塑料母粒 将纳米塑料制成浓缩母粒推广作用，不仅能降低聚合物加工的掺配混炼成本，改善工作环境及原料仓储成本，并能带动新型聚合物添加剂浓缩母粒产业的发展。 5、混炼复配材料 多种纳米塑料混合，例如，纳米尼龙6与其他大品种塑料如PP、

13、PE、PS、PPO、ABS或橡胶等复配混炼改性，可以有效提高复配塑料的强度、模量、热变形温度和冲击强度小，可以根据应用要求，通过改变配方和材料配伍得到不同的纳米塑料。,纳米塑料的性能,用纳米塑料做成啤酒瓶，氧气的透过率比普通的PET瓶大大降低，而且用这种塑料做成包装膜，对肉类、罐头等食品，都将起到上好的保鲜效果。这一新型的包装材料开始向全球食品包装业刮“旋风”。,纳米塑料的性能,纳米塑料具有优异的综合性能，广泛应用于有关领域： 1 在航空领域可作飞机上的各种开关、熔断器、调谐器、继电器、接插件、座椅支架、仪表板、集成电路盒、空调器等的另件；2 在通讯领域可作电话交换设备的接线板、配电盘、接插件

14、、电容器壳体以及各种电话的天线护套等；3在食品领域作啤酒瓶、肉类和奶酪制品的包装材料等；4在其他领域可作变压器骨架、线圈骨架、高性能管材、温控开关部件、温控保护器、电熨斗手柄、电烤炉部件、散热器部件、节能灯座等。,纳米塑料的性能,目前中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室用天然粘土矿物蒙脱土作为分散相，成功地开发出了以聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂、硅橡胶、聚氨酯等为基材的一系列纳米塑料，并实现了部分纳米塑料的工业化生产。,纳米塑料的性能,普通尼龙-6具有良好的物理、机械性能，例如拉伸强度高，耐磨性优异，抗冲击性能好，耐化学药品和耐油性突出，是五大工程塑料中应用最广的品种。但是，

15、普通尼龙6的吸水率高， 在较强外力和加热条件下，其刚性和耐热性不佳，制品的稳定性和电性能较差，在许多领域的应用受到限制。 中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室应用我国天然的蒙脱土作为无机分散相，发明了一步法制备纳米尼龙6， 现已获得我国家发明专利。,纳米塑料的性能,1.纳米尼龙-6 纳米尼龙-6与普通尼龙-6相比具有高强度、高模量、高耐热性、低吸湿性、尺寸稳定性好、阻隔性能好等特点，性能超过普通尼龙6，并且具有良好的加工性能。纳米尼龙6与普通玻璃纤维增强和矿物增强尼龙6相比，比重低、耐磨性好。纳米尼龙6还可制备玻璃纤维增强和普通矿物增强等改性纳米尼龙6， 其性能更加优异。 目前中国科学院

16、化学研究所开发的纳米尼龙6 具有优异的性能及较好的性能价格比，其应用领域非常广泛，可用于制造汽车零部件，尤其是发动机内耐热性能要求高的零件，还用于办公用品、电子电器、日用品领域以及制造管道挤出制品等。,纳米塑料的性能,纳米尼龙-6是工程塑料行业的理想材料，该产品的开发为塑料工业注入了全新的概念。 用纳米尼龙-6还可制备高性能的膜用切片，适用于吹塑和挤出制备热收缩肠衣膜、双向拉伸膜、单向拉伸膜及复合膜。与普通尼龙6薄膜相比，纳米尼龙6薄膜具有更佳的阻隔性、力学性能和透明性，因而是更好的食品包装材料。,纳米塑料的性能,2. 纳米聚对苯二甲酸乙二酯 目前聚对苯二甲酸乙二酯（PET）主要用于纤维、瓶和

17、薄膜领域，在其他领域的应用只占其总消费量的1.6%。目前我国非纤维用PET的生产能力为649万t/a，因此开发其他领域PET 的应用成为目前行业关注的热点。由于PET目前在应用方面存在三大制约因素：1熔体强度差；2结晶速度较慢；3尺寸稳定性差，因而不能满足工业上快速注塑成型的需要。,纳米塑料的性能,有鉴于此，世界上各大公司纷纷在快速结晶化助剂的开发上投入大量人力、物力、财力，开发出了各具特色的快速结晶助剂，并在此基础上推出了各自的商品化PET工程塑料产品， 较为主要的有美国GE公司、德国BASF 公司、 日本三菱公司等系列玻纤矿物增强PET工程塑料。这些产品都具有较高的结晶速率， 但在加工过程

18、中加入的成核剂价格昂贵，成为制约其大规模应用的一个瓶颈。,纳米塑料的性能,目前中国科学院化学研究所开发出了聚对苯二甲酸乙二酯蒙脱土纳米材料。另外，他们还开发了增强型阻燃纳米聚对苯二甲酸乙二酯，经国家有关部门测试，表明该种新型纳米聚对苯二甲酸乙二酯的各项性能指标均达到或超过了国内外PET工程塑料产品。 该产品性能稳定、可靠，完全具备了批量生产的技术条件。,纳米塑料的性能,3. 超高分子量聚乙烯粘土纳米复合材料 超高分子量聚乙烯的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、自润滑、抗冲击性能为现有塑料中最好的，但由于其粘度极高，成型加工困难。目前中国科学院化学研究所研制成功的超高分子量聚乙烯粘土纳米复合材料解决了超高分

19、子量聚乙烯在加工中的难题，用普通挤出成型方法可连续生产管材和异型材。,纳米塑料的性能,4. 聚乙烯纳米合金系列材料 聚乙烯纳米合金系列材料具有优良的耐磨、耐腐蚀、高强度、无毒性能。用聚乙烯纳米合金系列材料生产的制品易于运输、安装、保养，并具有优良的抗震性能，性能价格比优于铁管、铝管、铝塑管，是理想的各种口径给水管、煤气管道、工业液体输送管道、河湖疏通排泥管道、粮食以及粉煤灰和矿沙输送管道的制备材料。,纳米塑料的性能,典型的纳米塑料,一、纳米通用塑料 通用塑料指聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）和丙烯酸类塑料等大塑料品种。 对于这类塑料的改性，过去多是采用加入填

20、充料的方式，首先是为了降低成本，后来是为了增加和增韧以得到工程塑料，并进一步向塑料功能化发展，通过添加料的方法得到具有导电、抗静电、热塑磁性和压敏等功能的塑料。 。,纳米材料的出现，为天加型塑料提供了广阔的空间。通用塑料首当其冲，纳米技术最早就是用于通用塑料的改性。例如：纳米碳酸钙对高密度聚乙烯的改性，在加入碳酸钙的质量分数为20%以下时，其耐冲击强度随加入碳酸钙的增加而增加，拉伸和弯曲强度也有所提高,典型的纳米塑料,在此，填料有一个最大加入百分比，即有一个加入最大值，而且，该值和碳酸钙的表修饰类型有关。未经地表面修饰处理的纳米碳酸钙填充体系的冲击强度随碳酸钙用量呈逐渐增加趋势，碳酸钙用量越多

21、，材料冲吉加度越大。经表面处理后，材料的冲击强度随碳酸钙用量变化规律已完全改变。材料在低纳米碳酸钙含量（约4%6%）时即实现增韧目的，冲击强度提高接近一倍，增韧效果显著；当碳酸钙用量进一步增加时，材料的冲击强度呈缓慢下降。,典型的纳米塑料,几种表面处理剂对拉伸弯曲性能的影响基本相同；与处理体系相比，表面处理后材料的拉伸、弯曲性能并无明显改善。由处理和未经处理的两种试样冲击断面和断抽图SEM照片可知，经过处理体系的冲击断面上有较多牵伸结构，拉丝较多；基体上无明显可见裂纹，基体发生明显的塑性变形，吸收了大量能量。脆断面的电镜表明纳米粒子分布均匀，附聚团粒小。未经处理体系的冲击断面上出现有许多断裂裂

22、纹，是导致冲击强度较低的原因；且未经处理的试样，粒子分布不均，附聚颗粒较大。 此外，还有纳米PVC、纳米PP、纳米PAA、纳米PS等都是加入不同的纳米材料得到的各种纳米通用塑料。,典型的纳米塑料,二、纳米工程塑料 纳米工程塑料指纳米材料对尼龙、聚酯（PET、PBE）的改性工程塑料。 尼龙加入粘土改变了它的各种性能指标，例如：尼龙6加纳米粘土使其结晶性改变，原来尼龙6在热分析上DSC图谱上只有一个熔融峰，加入蒙脱土后，有三个熔融峰，说明纳米尼龙中有三种晶体存在。纳米蒙脱土增强了尼龙的力学性能。,典型的纳米塑料,纳米蒙脱土对PET的影响是减少了PET的半结晶时间，降低了PET的平衡点。这些表明：纳

23、米PET的力学性能、热性能得到了提高，对气体、水蒸气的阻隔性也有很大的改善。纳米PET的结晶速率有很大程度的提高，因而成型时可降低模具温度，加工性能优良。用做工程塑料时，还可以不添加结晶成核剂、结晶促进剂和科韧剂就直接与其他填料复合。由于纳米填充粒子尺寸很小，塑料在加入纳米材料后仍能保持一不定期的透明性。实际应用中还可以通过加工条件控制使其制品透明、半透明或不透明，以适应不同场合的需要。实践表明由纳米PET吹制的瓶材具有良好的阻隔性，是啤酒和软饮料的理想包装材料。,典型的纳米塑料,三、纳米特种工程塑料 纳米特种工程塑料是利用纳米材料对聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK

24、）等改性的特种工程塑料。 PTFE是一种性能良好的特种工程塑料，常用于滑动摩擦零件。但由于纯PTFE的硬度低，耐磨性差，近年来人们对PTFE的改性进行了很多研究。发现在PTFE中加入石墨、二硫化钼、铜粉、玻纤、碳纤等，可以显著提高其强度、硬度及耐磨性。,典型的纳米塑料,双马来酰亚胺树脂是航天、航空、火箭、导弹制造用量较大的树脂品种，但这种材料固化温度高，材料内应力偏大，加工性能不好。为解决这一问题，以前多采用引发剂或催化剂来降低其固化温度，效果并不十分明显。纳米材料作为改善高分子材料力学性能的添加剂，在提高双马来酰亚胺树脂的韧性、溶解性方面具有明显的效果。经过试验，纳米二氧化钛对双马来酰亚胺树

25、脂的固化具有催化作用，它可使树脂固化温度降低，并使固化后的树脂玻璃化温度提高。,典型的纳米塑料,PEEK是重要的耐热性热塑性树脂，属物种工程塑料，是近20年来研究最多的高性能塑料品种，已在航天、航空、火箭和导弹零部件上得到较为广泛应用，主要用做耐热零部件。在民用中多用做摩擦材料，纳米SiC陶瓷微粒作为填充PEEK，能显著地改善其摩擦性能和部分力学特性。,典型的纳米塑料,为了比较纳米SiC陶瓷粒子填充PEEK和微米级SiC陶瓷粒子填充PEEK的摩擦特性，有人利用热压法分别以纳米SiC和微米SiC作为填料，制取了两种不同SiC填充的聚醚醚酮材料，并对它们在相同摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了研究。同

26、时还用扫描电子显微镜对摩擦表面形貌进行了观察，进而对材料的的磨损机理作了分析。研究结果表明，10%纳米SiC作为填料能有效地改善PEEK的摩擦磨损性能，而相同含量的微米SiC作为填料只能使PEEK耐磨性能有所改善，但没有减摩效果。微米SiC填充PEEK的磨损方式是以严重的犁削和磨粒磨损为主，而纳米SiC填充聚醚醚酮的磨损方式则是以轻微的粘着磨损为主。这表明纳米SiC的加入大大改善了材料的耐磨性。,典型的纳米塑料,四、纳米功能塑料 纳米功能塑料是指加入纳米材料使塑料增加了某些功能的塑料，例如，二氧化钛改情聚乙烯吡咯烷酮的导电塑料，加入磁粉的磁性塑料，加入抗菌剂的抗菌塑料和加入纳米荧光剂的荧光塑料

27、等。下面介绍几种主要的功能塑料。,典型的纳米塑料,1、纳米导电塑料 聚吡咯（PPY）在空气中具有较好的稳定性，但它的力学性能、加工性能和导电性能限制了应用。为解决它的刚性主链引起的加工困难，采用的化学方法有调整聚合物主链结构，吡咯单体与适当的官能化单体共聚，使用聚合物型或表面活情剂型的掺杂阴离子，合成稳定化的PPY胶体粒子。为综合改善PPY的导电性和成型问题，人们曾尝试过的合成方法有电化学合成法、化学蒸气沉积法和化学合成法。尽管如此，PPY的力学性能、加工性能和导电性能仍不理想。,典型的纳米塑料,选择水为介质，以三氯化铁为氧化剂进行化学聚合，方法简单、易行；在纳米二氧化硅粒子存在下所得PPY粉

28、末便于冷压成型，可用做二次电池的电极材料、免疫医学的示踪剂、离子传感器、抗静电屏蔽材料、太阳能材料；纳米二氧化硅粒径小，可望通过纳米效应既改善材料的力学性能，又克服因力学性能改善而导致电性能下降的弊端。PPY经过化学掺杂后导电性能明显改善，目前在实验室制得的材料电导率已达42.9Scm-1。,典型的纳米塑料,2、纳米抗菌塑料 纳米抗菌塑料是近年来应用最多的纳米塑料，特别是在家电产品上。纳米杀菌塑料主要是在塑料中或表面加入纳米抗菌剂，例如：二氧化钛、氧化锌和沸石、磷酸复盐等，制得纳米抗菌塑料。例如，用于冰箱、洗衣机、卫生洁具的纳米抗菌PVC和PP。,典型的纳米塑料,3、纳米吸波材料 吸波材料在现

29、代和未来战争中起着重要作用，对武器装备隐形要求研究吸波材料，因此，吸波材料已逐渐发展成为一种重要的新型材料。所谓吸波材料是指能够通过自身的吸收作用来减少目标雷达散射截面的材料，其基本原理是将雷达波转换成为其他形式的能量（如机械能、电能和热能）而消耗掉。,典型的纳米塑料,目前雷达吸波材料主要由吸收剂与高分子树脂组成，而决定吸波性能的关键是吸收剂类型和含量。根据吸收机理的不同，吸收剂可分为电损耗型和磁损耗型两大类。,典型的纳米塑料,纳米粒子具有较高的矫顽力，可引起大的磁滞损耗，由于纳米微粒比表面积大，表面原子比例高，悬挂键增多，界面极化和多重散射使其吸波能力剧增。同时，量子尺寸效应使纳米粒子的电子

30、能级发生分裂，分裂的能级间隔正处于微波的能量范围内（10-210-5eV），从而产生新的吸波通道。,典型的纳米塑料,纳米吸收剂有以下几种： （1）纳米金属与合金吸收剂 主要是纳米金属与纳米合金的复合粉体，以Fe、Co、Ni等纳米金属与纳米合金粉体为主。采用多相复合的方式，其吸波性能优于单相纳米金属粉体，吸收率大于10dB的带宽可达3.2GHz，谐振频率点的吸收率大于20dB。复合体中各组元的比例、粒径、合金粉的显微结构是其吸波性能的主要影响因素。 （2）纳米金属氧化物磁性超细粉吸收剂 主要有Fe2O3、Fe3O4、ZnO、Co3O4、TiO、NiO、MoO2、WO3以及LaFeO3、LaSrF

31、eO3等纳米磁性超细粉。,典型的纳米塑料,（3）其他吸收剂 纳米碳化硅、纳米石墨、纳米导电高聚物、纳米金属膜、纳米铁氧体等。 纳米材料具有极好的吸波特性，同时具备质量小、厚度薄、频带宽、兼容性好等特点。纳米微粉是一种新型军用雷达波吸收、红外-微波兼容等要求，是一类非常有发展前途的高性能、多功能吸收剂。,典型的纳米塑料,五、纳米纤维增强塑料 纳米纤维增加塑料是在塑料中加入各种纳米纤维，例如玻璃纤维、导电纤维及碳纤维，用以增加塑料强度的纳米塑料。这类材料主要用于,典型的纳米塑料,纳米塑料研究进展,由于所加入的纳米材料的性质、性能，纳米材料加入到塑料的方式以及纳米塑料的结构，决定了纳米塑料的性能。因

32、此，如果塑料改性是使材料向功能化和工程化方向进步，那么纳米材料的发展趋势和研究方向，就是使纳米塑料向多功能化和智能化方向发展。,众所周知，纳米塑料最早的是以无机纳米材料诸如CaCO3、ZnO硅藻土等，加入到塑料中，以赋予塑料高强度、抗菌性和耐高温等性能，因此纳米塑料的制备加工方法也更适合产业化。我们相信：今后的纳米塑料将会有更高的性能，并可能用于新的未知领域。,纳米塑料研究进展,一、无机纳米塑料研究进展 1、添加型纳米塑料研究 纳米塑料研究从纳米CaCO3塑料开始，目前已开发的加入纳米CaCO3的塑料有： （1）纳米CaCO3加入到HDPE材料中。试验结果表明：但CaCO3含量为25%时，其增

33、韧效果最佳。用钛酸酯偶联剂处理后，塑料增韧效果更明显，其最大冲强度比纯HDPE高出70%。经过处理的纳米CaCO3体系，即使填充剂含量较高，纳米无机粒子-HDPE塑料仍具有良好的加工性能。,纳米塑料研究进展,（2）纳米CaCO3（粒径为30nm）加入到PVC中。试验结果表明：随着纳米CaCO3用量的增加，材料的拉伸强度增大，在含量为10%时达到最大值（58Mpa），为纯PVC（47Mpa ）的123%，而微米级CaCO3则无明显增强效果，当含量为10%时纳米塑料的冲击强度可达到纯PVC的313%。,纳米塑料研究进展,（3）纳米CaCO3加入到PP中，研究发现：拉伸强度随纳米级CaCO3含量增加

34、呈现先升后降的趋势。在其含量为4%时，拉伸强度出现最大值。而微米级CaCO3对材料的拉伸强度无明显增强作用。且纳米PP对材料缺口冲击强度和无缺口冲击强度的增韧作用十分明显，在纳米级CaCO3含量为4%时达到最大值。,纳米塑料研究进展,目前，已研究的无机纳米塑料还有：SiO2与聚酰亚胺的杂化，采用溶胶-凝胶法制备，改善了塑料的拉伸强度。SiC、Si3N4加入到HDPE中，塑料冲击强度、拉伸强度成倍提高。炭黑、纳米碳管加入塑料可以改善材料的导电性、强度等情能。,纳米塑料研究进展,2、无机粉体在塑料中的分散性和偶联剂 无机纳米粉体在塑料中的分散性和无机材料颗粒与有机高分子间的界面作用有关。因此，许多

35、人采用钛酸酯做偶联剂或硬脂酸、油酸、1，2-亚乙基双硬脂酰胺等做分散剂。这一研究领域还有许多问题没有解决，仍在进行中。,纳米塑料研究进展,3、层状纳米塑料 层状纳米塑指无机纳米材料为片层状，塑料杂化在纳米片层之间或片层分散于塑料中。这类材料主要是硅酸盐类，例如：硅藻土、白泥、蒙脱土等。这类纳米塑料已研究的有：纳米硅酸盐-尼龙。研究中发现：使蒙脱土加入量在10%以下，该材料的强度仍然显著增加，并大大超过传统共混复合材料的增加幅度。,纳米塑料研究进展,其热变形温度则由尼龙6的65提高到152。用广角X散射（WAXD）、小角激光散射（SALS）等研究表明，蒙脱土的加入还起到了异相成核作用，使尼龙6的结晶温度提高，过冷结晶度降低。而且有机粘土完全破坏了尼龙6的球晶结构，但聚酰胺的结晶度基本不变。当