納米復合材料的前景廣泛
目前在美國有三個會議大約200多篇論文就是針對納米顆粒對塑料性能的影響,比如在提高塑料的熱力學性能和阻隔性能,阻燃性能以及對電導率的影響等方面而展開的。
雖然說,納米合成物的發展還處于它的“幼年階段”,但是如果預料不錯的話,在今后的十年間,它將會成為影響塑料工業發展大的因素,盡管它十分微小。只要用2%到5%的納米顆粒通過熔融混合或原位聚合的方式加入到聚合物中,就可以極大改善該聚合物的熱力學性能,阻隔性能,以及阻燃性能,并且它在提高材料的熱阻,尺寸穩定性以及電導率方面要比標準填料和光纖性能優越。
雖然并不是很引人側目,也沒有預料中的那么快,使用納料顆粒做添加劑的聚合物材料還是已經滲透到了汽車業以及包裝業的市場。在三個技術性的會議上,大約有200多篇的論文是相關方面的。無論是研究人員還是商家都對此投入了極大的熱情。因此我們可以預測,使用納料顆粒做添加劑的聚合物材料的發展將會達到前所未有的速度。以上三個會議分別是2004年舊金山納米復合物會議,芝加哥Antec2004,以及2004年比利時布魯塞爾納料復合物會議。
BBC的市場調查報告表明,在2003年有關納米料子復合聚合物在范圍內的銷售量為2450萬磅,總值9080萬美元。在這份調查報告中還預測了該市場銷售額將會以每年18.4%的速度增長,到2008年將會達到21110萬美元。目前納米科技的發展遇到了一些阻礙,但是BCC預測它在一些領域的應用還是將會以年增長率超過20%的速度發展。
無論是在實驗室研究還是在市場商業化上納米填料發展的主流仍舊是層狀的頁硅酸鹽納米土,納米云母石,碳納米管,以及納米石墨板(graphite platelets)。除此以外,其它的一些材料,比如說合成粘土,含籠型硅氧烷(POSS),以及像亞麻與大麻這類的天然纖維等也正在被著重研究。
具競爭潛力者
目前被討論多的兩種納米填料分別是納米粘土和碳納米管,并且都已經取得了商業化應用。使用時二者都必須先進行化學修飾的表面,以使其達到超細分散以及與樹脂間非常好的粘結,從而達到佳的使用效果。
事實也證明,這兩種納米填料在改善塑料的結構性能,熱性能,阻隔性能以及阻燃性能方面都取得了非常好的效果。并且碳納料管還可以達到提高材料的電導率的作用。
目前,由于納米粘土的價格低廉-2.25美元/磅到3.25美元/磅-并且可以應用在一些常見的熱塑性塑料,比如PP、TPO、PET、PE、PS和尼龍等上,所以它的商業化前景是被看好的。
具有代表性的納米粘土是高嶺土,一種層狀的鋁硅酸鹽,它每層的直徑大約是1微米左右,長徑比達到了1000:1。目前美國國內大的兩家高嶺土生產商分別是Nanocor(主要商標為Nanomer)和Southern Clay Products(主要商標為Cloisite),并且兩家公司都已經形成了各自的商業網絡,它們都有各自的樹脂供應商、表面活性劑供應商。配混料商以及汽車OEM廠商和包裝企業。雖然它們大部分的工藝都屬商業機密,但是目前已經有幾個商業成就是可見的。
通用汽車是納米復合物通向應用之路具代表性的一家汽車公司。它于2002年扒出的GMC Safari和雪弗萊Astro是市場上早在車身外部使用了納米復合物材料的汽車,在2003年和2004年扒出車型里也使用了這種部件。近,它還在它們大體量的車-雪弗萊Impala的車身部分使用了一種PP/納米粘土復合材料是由通用汽車位于密歇根州Warren的研發中心、Basell North America公司和Southern Clay Products公司合作開發出來的。










































