 公司通過ＩＳＯ９００１ 國際質量體系認證.
影響聚合物/膨潤土納米複合材料產業化的關鍵問題
一、概況
80年代中期科學家關注有機和無機材料在納米級上的複合，這促使高分子材料領域的重大變革，它已成為21世紀材料革命的重要科目，也是傳統塑料橡膠，合成樹脂工業獲得改造升級的重要途徑。所謂無機—有機納米複合材料指的是納米粒級的無機材料，以納米級尺寸分散於高分子聚合物的連續相中，形成新穎的複合材料，呈現出性能明顯改善的納米效應，依靠兩相之間很強的界面作用力而形成複合材料，它決非將無機相和有機相作簡單的混合，而是通過納米級的複合，使高分子聚合物與無機物的各自優勢得到互補。
高分子材料具良好的韌性、耐腐蝕、耐水、高電熱絕緣性，加之重量輕、易加工是今日生活中不可缺少的材料，但它的明顯弱勢是﹕強度剛性不夠、耐熱性差、尺寸穩定性不好、易老化、易燃等，這就限製了它的應用領域。
無機材料具有較好的強度、剛性、耐熱、耐老化和尺寸穩定等優點，如何將這些優點性能結合到高分子材料中，是材料學界近二十年來研究開發的重點。
無機材料中天然的層狀矽酸鹽礦物受到了極大的重視，特別具膨脹性的2:1層結構的蒙皂石類天然粘土礦物，例如蒙脫石，貝德石，漢克托石，斯蒂文石皂石以及3:1層結構的混層礦物累脫石等層狀粘土礦物，其中，尤以膨潤土的主要組成礦物——蒙脫石為納米分散相的聚合物/粘土複合材料，已成為當今納米複合材料研究和應用的熱點，涌現出一批在五大通用塑料，五大工程塑料以及彈性材料，涂層材料等方面的應用研究成果和新的複合材料。
1987年日本豐田公司首先研製出了尼龍6/層狀矽酸鹽納米複米材料，其熱變形溫度、阻隔性能和力學性能均有明顯提高，接著又成功地製備出聚 亞胺/蒙脫石納米複合材料，其氣體阻隔性明顯提高和線脹系數顯著降低。並已研製出了尼龍6/層狀矽酸鹽納米複合材料的汽車油箱。
目前豐田又與美國Amcol公司開始了納米複合材料的聯合開發。國際大企業間合作開發納米複合材料已成為走向產業化的新趨勢。例如﹕美國通用汽車（GE）與Montell，SCP公司1998年就開始聯合開發主要用於汽車的TPO納米複合材料，降低能耗，目的很明確。GE是全球最大的汽車製造商之一，他們需要提高汽車的產品性能，Montell公司是全球最大的聚烯烴生產商，他們需要自己的產品有更廣闊的市場和更高的經濟效益；SCP公司是全球最大的有機粘土製造商之一，生產有Cloisite系列納米粘土商品（目前有7個牌號），這三者各有所長，是國際汽車業、塑料業、納米粘土業的強強聯合。又如Amcol, nanocor與Eastman, Basf也聯合開發PET（PBT）PA等納米複合材料。這三大公司均是全球最著名的合成樹脂，聚合物生產跨國公司，又都各自進行了大量的聚合物/粘土納米複合材料的研究，其中，包括納米粘土的製備方法和複合材料的加工方法等。
聚合物/膨潤土納米複合體，在開發新穎工程塑料、輕量化材料及包裝材料中具有寬廣的潛力。
在我國此項新興的材料產業，更需要精細膨潤土加工企業與橡塑企業相互協作及時溝通、共同配合、聯合攻關以促使其早日產業化。
二、研製聚合物/膨潤土納米複合材料的技術關鍵
將膨潤土提純，製備成納米蒙脫石，並使這類一維的納米材料——蒙脫石均勻地分散於高分子聚合物連續相中，是整個納米複合材料製備的關鍵。要達到納米級的分散，決定於兩個因素﹕即納米級蒙脫石自身的易分散性和與聚合物的相容性、反應性，這是製備納米蒙脫石要解決的問題；另一重要因素是納米蒙脫合與聚合物形成複合材料的製備方法和加工條件控製，這也是加工複合材料中要解決的問題，兩者缺一不可。下面分別敘述需解決的關鍵技術﹕
（一）優質納米級蒙脫石的製備
鑒於2:1型層狀矽酸鹽礦物中的蒙脫石有很高的面/厚比，極高的比表面積和層間的可反應性。作為納米級無機分散相，均勻分布於高分子聚合物連續相中所形成具有納米效應的有機—無機複合材料，它顯示出獨特的物理化學性能。如﹕顯著提高聚合物膜的氣體阻隔性能；明顯改善材料的拉伸、彎曲強度和模量；提高材料的熱變形溫度和尺寸穩定性；改善聚合物的阻燃性能，更重要是使材料輕量化。欲達上述良好性能，首先要製備出優質的納米級蒙脫石。
TEL:0571-88051375/0138-57267820
2000年12月 |
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