納米塑料產(chǎn)品應(yīng)用及開(kāi)發(fā)新動(dòng)向
關(guān)鍵詞:
納米塑料
時(shí)間:2013-04-12來(lái)源:坦白膠帶 點(diǎn)擊:10779次摘要:目前產(chǎn)量最大的納米塑料是納米尼龍,占絕對(duì)主導(dǎo)地位;其次是納米聚烯烴;另外,還有納米聚酯、納米紫外固化丙烯酸酯樹脂、納米聚酰亞胺、納米聚甲醛等。
目前產(chǎn)量最大的納米塑料是納米尼龍,占絕對(duì)主導(dǎo)地位;其次是納米聚烯烴;另外,還有納米聚酯、納米紫外固化丙烯酸酯樹脂、納米聚酰亞胺、納米聚甲醛等。主要應(yīng)用在包裝、汽車和機(jī)電工業(yè);納米塑料的阻隔性可用于食品保鮮包裝,延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。值得一提的是賦予材料的阻燃性。因目前塑料添加用阻燃劑大多含鹵化物,在燃燒時(shí)生成的煙霧中含有腐蝕性的鹵化氫和致癌物,因此要求采用無(wú)鹵阻燃材料的呼聲日趨高漲,而用一般氫氧化鋁、氫氧化鎂無(wú)機(jī)阻燃劑時(shí)添加量太大,使材料力學(xué)性能下降過(guò)大,故采用阻燃自熄性的納米塑料是較適宜的選擇方案。
①納米尼龍。
目前,尼龍6納米復(fù)合物的主要應(yīng)用集中于高阻隔包裝。美國(guó)聚酯生產(chǎn)廠Eastman、化工公司和納米黏土供應(yīng)廠Nanocor公司共同開(kāi)發(fā)了用于與聚酯(PET)共擠多層吹塑用尼龍納米復(fù)合材料Imperm,用作PET/尼龍/PET三層瓶的阻隔芯層材料,尼龍是用日本三菱瓦斯化學(xué)公司的阻隔性無(wú)定型尼龍MXD6為基礎(chǔ)樹脂,加納米黏土后大幅降低材料氣體透過(guò)率,是PET氧透過(guò)率的1/100,已用于16盎司不消毒啤酒瓶,Imperm芯層厚度占瓶層總厚的10%,Imperm與PET間不需要粘接層,也不影響瓶子要求的透明度,能保質(zhì)28周。
另一個(gè)引人注目的用于包裝的納米尼龍為美國(guó)Honeywell公司開(kāi)發(fā)的Aegis0X,據(jù)稱內(nèi)含未公開(kāi)的吸氧劑,Aegis0X中的納米黏土作為鈍化阻隔層,適量吸氧劑作為吸氧活性劑。這種由“鈍化一活性”組合的材料的氧透過(guò)率是尼龍6的1/100,氧的滲入量幾乎為零。Ae-gisOX作為三層聚酯(PET)瓶的阻隔層材料使聚酯瓶達(dá)到啤酒4個(gè)月和果汁6個(gè)月的保質(zhì)期要求,可以與玻璃瓶相媲美。這種組合技術(shù)的鈍化阻隔層能防止吸氧劑過(guò)早消耗,靠納米粒子的均勻分散使吸氧劑指向“易出現(xiàn)氧”的地方,提高總的阻隔效率。Honeywell公司認(rèn)為這種阻隔系統(tǒng)可與現(xiàn)有任何其他啤酒阻隔包裝競(jìng)爭(zhēng),完全滿足120天內(nèi)氧的滲入量和二氧化碳泄漏量的要求,并相信通過(guò)進(jìn)一步精心調(diào)整工藝,完全可達(dá)到180天的保質(zhì)要求,這將推動(dòng)和加快啤酒包裝從玻璃瓶轉(zhuǎn)向聚酯瓶的進(jìn)程。
除了啤酒瓶這個(gè)巨大市場(chǎng)外,德國(guó)Bayer公司正在把尼龍6納米復(fù)合材料用做多層流延包裝膜的芯層材料,有兩種產(chǎn)品已在德國(guó)杜塞爾多夫的世界塑料工業(yè)展覽會(huì)上展出,引起許多用戶關(guān)注。UBE美國(guó)公司用尼龍6/尼龍66共混物制備的納米尼龍對(duì)汽油、甲醇和有機(jī)溶劑的透過(guò)率是填充尼龍6的1/3,已用于汽車燃油系統(tǒng)的共擠出多層燃油輸送管道(納米尼龍商品名為Ecobesta),也是作為多層管的芯層材料。
②納米聚烯烴。
利用納米聚丙烯的阻隔性做食品包裝材料已由Clairant公司率先推出工業(yè)化產(chǎn)品。比利時(shí)KabelwerkEu-pen公司可以EVA(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)為基礎(chǔ)樹脂,用熔融共混法加人3%~5%納米硅酸鹽,能顯著降低材料放熱量和防止燃燒時(shí)塑料滴落,并具有良好的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性,在電線、電纜工業(yè)上有良好的應(yīng)用前景。
日本JSR公司用納米硅酸粒子與紫外固化丙烯酸樹脂混合制成高強(qiáng)度、透明、耐磨涂料,納米炭黑粒子與聚乙烯等樹脂制備導(dǎo)電塑料則開(kāi)發(fā)較早。另外,無(wú)機(jī)納米抗菌劑粒子與塑料制成抗菌塑料,用于電冰箱門把手、門襯、空調(diào)器、電話、熱水器、微波爐、電飯鍋等制品,具有持久抗菌性。納米硅酸鹽加入聚乙烯農(nóng)膜可改進(jìn)其保溫性。
③納米PET。
PET具有較好的氣體阻隔性和機(jī)械成型性,且無(wú)毒,常常以塑料薄膜和瓶的形式用于食品、飲料等的包裝。但PET的阻隔性能不足以滿足啤酒和某些食品包裝的需要,需要進(jìn)一步提高PET的阻隔性。納米技術(shù)是提高PET阻隔性的一個(gè)行之有效的方法。據(jù)文獻(xiàn)介紹,美國(guó)Eastman公司已與Nanocor公司合作開(kāi)發(fā)基于PET的用于包裝的納米復(fù)合材料。Eastman公司為了改良PET包裝材嵙,自1995年以來(lái)一直在開(kāi)發(fā)熱塑性塑料納米復(fù)合材料技術(shù)。納米復(fù)合材料含有被粉碎得極細(xì)微的黏土顆粒,當(dāng)這些顆粒分散到樹脂中后,其小部分可能會(huì)使樹脂的強(qiáng)度、阻隔性和耐熱性得到加強(qiáng),同時(shí)保持其透明性。這兩家公司希望盡快開(kāi)發(fā)出用于硬式包裝的第一種納米復(fù)合材料。
3-納米材料的安全性研究
納米材料粒徑極小,比表面積較大,故具有較強(qiáng)的吸附性和擴(kuò)散性,極高的表面反應(yīng)活性和催化活性。如晶粒尺寸為8mn的納米銅的
擴(kuò)散系數(shù)比普通銅增大1019倍;惰性元素鉑制成納米粒子后,轉(zhuǎn)變成了活性極高的催化劑,可直接催化高分子聚合物的氧化、還原及合成反應(yīng);Lecoanet等研究發(fā)現(xiàn)納米粒子可以很容易地?cái)U(kuò)散到地下蓄水層,給地下水帶來(lái)嚴(yán)重的污染,并且極難予以凈化。這些性質(zhì)在給食品包裝材料帶來(lái)某些特定性能的同時(shí),也很可能給生物安全帶來(lái)較大的負(fù)面影響。
另外,納米材料雖然物質(zhì)組成未發(fā)生變化,但其對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的生物效應(yīng)和作用強(qiáng)度可能發(fā)生本質(zhì)上的改變。有研究顯示正常無(wú)害的大物質(zhì),一旦做成納米級(jí)的超細(xì)微粒后,就具有毒性及潛在危害,且顆粒越小,反應(yīng)性及毒性越大。
相關(guān)產(chǎn)品