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纳米SiO2在塑料行业中的应用（安徽敬业纳米科技有限公司）一．纳米的概念所谓“纳米”，就是法定计量中一种长度单位的名称，其单位符号为nm。1nm等于10亿分之一米，即相当于10个氢原子排成直线的长度。当材料的粒径为0.1-100nm时，统称为纳米材料。纳米材料按颗粒尺寸的大小可划分为3个等级：粒径为10-100nm称为纳米级；粒径处于2-10nm范围的称为分子级；粒径小于2nm的称为原子级。科学家发现，当物质结构单元(如晶粒或孔隙)小到纳米量级时，物质的性能发生了重大变化，不仅大大改善了原有材料的性能，甚至具有了新的性能或效应。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应、宏观量子遂道效应，使纳米材料具有了常规材料所没有的特殊性能。例如，1g普通的纳米材料，如果将其铺展开来，可以达到200㎡以上，如此大的比表面积将会赋予纳米材料很多独特的性能。一般说来，纳米技术是指在纳米尺寸范围内，通过直接操纵和安排原子、分子来创造物质。因此，纳米塑料是指无机纳米粒子以纳米级尺寸(一般为1-100nm)均匀分散在聚合物基体树脂中形成的复合材料，也被称为聚合物基纳米复合材料。由于纳米粒子尺寸小，彼此间距离非常近，因此，具有独特的量子尺寸效应、表面效应、界面效应、体积效应、宏观量子隧道效应、小尺寸效应和超塑性，从而使纳米塑料具有独特的物理力学性能，成为复合材料发展的最前端产品之一。二．纳米SiO2的理化指标安徽敬业纳米科技有限公司自2005年建厂以来一直从事纳米SiO2研究和生产，JY100-05产品是KH-570偶联剂对纳米SiO2粒子进行液相原位表面改性的疏水性产品。主要的理化指标如下：三．纳米SiO2在塑料行业中的应用根据塑料的基体树脂不同，纳米塑料可分类为：纳米尼龙、纳米聚烯烃、纳米聚酯、纳米聚甲醛等。世界上最早的纳米塑料工业化应用是1991年日本丰田中央研究所和尼龙树脂厂宇部兴产(UBE)公司共同开发的、用做汽车定时器罩的纳米尼龙6，从此拉开了纳米塑料快速发展的序幕。近几年来，世界各国都竞相投入资金和人力，加大了纳米塑料的开发力度和产业化步伐，特别是工业发达国家，目前已经形成了一个纳米塑料产业。而国内的纳米塑料产业才刚刚起步。项目单位JY100-05数值SiO2含量%99.6平均粒径nm10-25加热减量105度%4.0灼烧失重1000度%5.0PH值------6－7色值白度≥94比表面积BET170±20吸油值ml/g2.4堆积密度g/L200市场价格元/KG48与原来的基体树脂相比，纳米塑料提高了材料的力学性能和热性能；复合材料的弯曲模量(刚性)可提高1.5-2倍，摩擦和耐磨损性及耐热性也得到提高，热变形温度可上升几十度，热膨胀系数则下降为原来的一半。同时，纳米复合材料具有更多、更高的功能性，如阻隔性、阻燃性等。复合材料的透明性、着色性、导电性和磁性能也得到了相应的提高。纳米粒子的加入也提高了复合材料的阻燃等级，使材料对二氧化碳、氧的透过率下降。另外，纳米粒子填充聚合物还能提高复合材料的尺寸稳定性。纳米塑料的无机纳米粒子加入量较小，一般为2%-5%，仅为通常无机填料改性时加入量的1/10左右，因而复合材料的密度与原来树脂相比几乎不变或增加很小。因此，不会因密度增加过多而增加下游塑料加工厂的成本，也没有因填料过多导致其他性能下降的弊病。由于纳米粒子尺寸小，因此成型加工和回收时几乎不发生断裂破损，具有良好的可回收性。1.应用领域：SiO2/塑料具有一般工程塑料所不具备的优异性能，因此是一种高科技的新材料，具有优异的综合性能、广阔的开发和应用前景，广泛应用于有关领域：A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;B在通讯领域可作电话交换设备的接线板、配电盘、接插件、电容器壳体以及各种电话的天线护套等;C在食品领域作啤酒瓶、肉类和奶酪制品的包装材料等;D汽车零部件；E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。2.应用个例：A纳米SiO2改性聚丙烯（PP）燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室，实验结果：B纳米SiO2改性PE薄膜某公司用JY100-05型纳米SiO2用于PE薄膜，起到抗粘连﹑抗老化﹑增强等作用。其中拉伸强度提高近9倍。PE薄膜中JY100-05添加量为0.7%。C纳米SiO2改性尼龙-6纳米SiO2/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SiO2/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SiO2/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SiO2/尼龙6，其性能更加优异。纳米SiO2/尼龙6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。D纳米SiO2对HDPE增强增韧四川师范大学化学与生命科学学院，实验结果：3.使用方法：1．将纳米二氧化硅粉体JY100-05与聚合物在密炼机或开炼机中混合均匀后，用双螺杆挤出机混炼挤出即可。2．如果聚合物原料是粉状，可将JY100-05与其在混合机内混合均匀后，用双螺杆挤出机混炼挤出即可。参考文献：1.张成波,李青山,王建伟＜聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅SiO2复合材料的制备及其性能研究＞燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,燕山大学材料科学与工程学院高分子材料科学与工程系,河北秦皇岛2.陈兴明,肖波,朱世富,赵北＜纳米级SiO2粒子对HDPE增强增韧研究＞四川师范大学化学与生命科学学院,四川成都3.联系电话：13955201111陈敬