1、第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 所谓“纳米塑料”是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物基体中形成的有机/无机纳米复合材料。在复合材料中，分散相的尺寸至少在一维方向上小于100nm。由于分散相的纳米尺寸效应、大的比表面面积和强界面结合，使纳米塑料具有一般工程塑料所不具备的优异性能。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料录像：在纳米上奔跑纳米塑料 因此，纳米塑料是一种全新的高技术新材料，具有极为广阔的应用前景和商业开发价值，“纳米塑料”已成为纳米技术最早实现产业化的技术之一。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用
2、 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法 层状无机物（如粘土、云母、五氧化二钒、三氧化二锰层状金属盐类等）在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区，其片层间距一般为纳米级，可容纳单体和聚合物分子。插层复合法就是采用层状无机物作为主体，有机单体作为客体插入无机物夹层间进行原位聚合或聚合物直接插进夹层间形成复合物。1、插层复合法第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法1、插层复合法 第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 溶胶-凝胶技术是在聚合物
3、存在的前提下，在共溶体系中使前驱物水解得溶胶；进而凝胶化，干燥制成纳米材料。一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法2、溶胶-凝胶法第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 2、溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶过程制备的纳米塑料的结构较为复杂，主要有如下几种结构形式：一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 3、直接分散法 该技术是制备纳米复合材料最简单的技术，适合各种形态的纳米粒子。一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法 表面处理：为防止粒子团聚，共混前要对纳米粒子表面进行处理。
4、目前采用的表面处理方法有表面覆盖改性、局部活性改性、外膜层改性、机械化学改性等。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 3、直接分散法 该技术是制备纳米复合材料最简单的技术，适合各种形态的纳米粒子。一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法 共混方式：就共混方式而言，又有溶液共混法、乳液共混法、熔融共混、机械共混等。共混技术将纳米粒子与材料的合成分步进行，可控制粒子形态、尺寸。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 3、直接分散法 该技术是制备纳米复合材料最简单的技术，适合各种形态的纳米粒子。一、纳米塑料的制备方法一、纳
5、米塑料的制备方法 粒子的分散:其难点是粒子的分散问题，控制粒子微区相尺寸及尺寸分布是其成败的关键。在共混时，除采用分散剂、偶联剂、表面功能改性剂等综合处理外，还应采用超声波辅助分散，方可达到均匀分散之目的。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 4、原位分散聚合技术 先使纳米粒子在单体中均匀分散，然后进行聚合反应。一、纳米塑料的制备方法一、纳米塑料的制备方法 该法同共混法一样，要对纳米粒子进行表面处理，但其效果要强于共混法。该方法既可实现粒子均匀分散，同时又可保持纳米粒子特性，可一次聚合成型，避免加热产生的降解，从而保持各性能的稳定。第八章第八章 纳米科技的
6、应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 作为工程材料，纳米塑料与常规增强塑料（树脂基复合材料）相比具有下述优异的物理力学性能。二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能1、高强度和高耐热性 利用插层复合技术能够实现有机物基体与无机物分散相在纳米尺度上的复合，所得的纳米塑料能够将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性完美地结合起来。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能2、高阻透性和
7、阻燃窒息性 由于聚合物基体与粘土片层的良好结合和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很好的气体阻透性。此外，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。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能2、高阻透性和阻燃窒息性 纳米尼龙6，当粘土含量为5%时，其热释放速率的峰值（评价材料火灾安全性的关键因素）可以下降50%以上。在一些实验中，发现某些纳米塑料还表现出很好的自熄性。把聚己内酯硅酸盐纳米塑料和未填充的聚己内酯放在火中30s，取出后纳米塑料就停止燃
8、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至样品被破坏。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能3、纳米塑料的阻隔性能 研究中已发现，纳米塑料的阻隔性能也大大提高。例如：在聚己内脂-蒙脱土体系中，纳米材料的相对透过性和传统的填充聚合物及未填充的聚合物相比，透过性显著下降，并随着蒙脱土含量的增加而迅速下降，即阻隔性能显著上升。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能4、纳米塑料的热稳定性例如：聚二甲基硅氧烷（PDMS）-粘土纳米塑料和未填充的
9、聚合物相比，其分解温度显著提高，从400提高到了500。硅酸盐纳米塑料在耐热性和热稳定性方面也有显著提高。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能4、纳米塑料的热稳定性再如：在纳米粘土尼龙（NCH）中，产物的热变形温度（HDT）提高了近一倍（NCH的为135160，纯尼龙的为65），而且此时的粘土含量仅为5%左右，随着粘土含量的增加，HDT还会逐渐增加。硅酸盐纳米塑料在耐热性和热稳定性方面也有显著提高。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能 5、纳米塑料
10、的电性能 硅酸盐纳米塑料也可用作聚合物电解质。对于聚环氧乙烷（PEO）电解质来说，在熔点温度以下，它的电导率从105Scml下降到108Scm1。这种明显的下降是由于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。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能 6、纳米塑料的抗菌性能 抗菌性纳米塑料是通过在塑料中添加抗菌剂的方法实现的。利用纳米技术在塑料中添加少量的纳米无机抗菌剂即可制得高效的抗菌塑料。由于颗粒的减小，单位质量的无机抗菌剂颗粒数增多，比表面积加大，而无机抗菌剂是接触式
11、杀菌，因而增加了与细菌的接触面积，从而提高了抗菌效果。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能 6、纳米塑料的抗菌性能 抗菌性纳米塑料是通过在塑料中添加抗菌剂的方法实现的。利用纳米技术在塑料中添加少量的纳米无机抗菌剂即可制得高效的抗菌塑料。同时，由于抗菌剂的粒径超细，依靠库仑引力可穿透细菌的细胞壁（大肠杆菌大约为600nm）进入细胞体内，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能 6、纳米塑料的抗菌性能 抗菌
12、性纳米塑料是通过在塑料中添加抗菌剂的方法实现的。利用纳米技术在塑料中添加少量的纳米无机抗菌剂即可制得高效的抗菌塑料。高效的纳米抗菌塑料主要用于家用电器如电冰箱的门把手、门衬、内衬等部件，洗衣机的抗菌不锈钢筒、抗菌洗涤水泵、抗菌波轮等部件，医用电器设备的外用的塑料制件等。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料二、纳米塑料的性能二、纳米塑料的性能 7、纳米塑料的各向异性特点 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的。第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑
13、料纳米塑料 聚酰胺（俗称尼龙，英文缩写PA）是工程塑料的一大品种，特别是其中的尼龙6（PA6），由于具有良好的物理、机械性能，例如拉伸强度高，耐磨性优异，抗冲击韧性好，耐化学药品和耐油性突出，在五大工程塑料中应用最广。但是，普通PA6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，使其在许多应用领域受到限制。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料1、尼龙6纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 自从20世纪80年代中期日本学者臼杵有光首次报道采用插层原位聚合法制备高强耐热的纳米粘土/尼龙6以来，国内外相关科研人员对其进行了
14、大量的研究工作。中国科学院化学研究所的研究人员在纳米蒙脱土/尼龙6的制备、结构与性能方面取得了重大的研究进展。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料1、尼龙6纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室用天然丰产的蒙脱土层状硅酸盐作为无机分散相制备PA6纳米塑料（NPA6），该复合材料与纯PA6相比具有高强度、高模量、高耐热性、低吸湿性、高尺寸稳定性、阻隔性能好等优点，性能全面超过PA6，并且具有良好的加工性能；三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料1、尼龙6纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节
15、纳米塑料纳米塑料 由于该实验室开发的PA6纳米塑料具有优异的性能及较高的性能价格比，其应用领域非常广泛。可用于制造汽车零部件，尤其是发动机内等有耐热性要求的零件，还可应用于办公用品、电子电器零部件、日用品等，此外还可用于制造管道等挤出制品。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料1、尼龙6纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）因其优良的综合性能而被广泛地应用于合成纤维、瓶和薄膜，但工程塑料用只占其总量的1.6%，因此开发工程塑料级PET成为关注的焦点。PET作为工程塑料应用存在三大制约因素：熔体强度差、结晶速度较慢、尺寸稳定性
16、差，因而不能满足工业上快速注塑成型的需要。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料2、PET纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 中国科学院化学研究所的研究表明，当无机组分以纳米水平分散在PET基材中时，可显著改善PET的加工性能及制品性能，开发出了PET/蒙脱土纳米复合材料NPET。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料2、PET纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 这种材料将无机材料的刚性、耐热性与PET的韧性、易加工性圆满地结合起来，使得材料的力学性能、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
17、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。用作工程塑料时，可以不添加结晶成核剂、结晶促进剂和增韧剂而直接与其它填料复合。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料2、PET纳米塑料第八章第八章 纳米科技的应用纳米科技的应用 第一节第一节 纳米塑料纳米塑料 由于纳米填充粒子尺寸很小，材料仍能保持一定的透明性。实际应用中可以通过加工条件控制使其制品透明、半透明或不透明，以适应不同需要。由纳米PET吹制的瓶材具有良好的阻隔性，是啤酒和软饮料理想的包装材料。三、典型纳米塑料三、典型纳米塑料2、PET纳米塑料爱是什么？爱是什么？一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。一个精灵坐在碧绿的枝叶
18、间沉思。风儿若有若无。风儿若有若无。一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？你爱这稻谷吗？”“爱。爱。”“为什么？为什么？”“它驱赶我的饥饿。它驱赶我的饥饿。”鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。“现在你爱这稻谷吗？现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。”精灵
19、摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。“请再回答我一个问题，请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。“你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。”“我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。”“为什么？它能驱赶你的饥饿？为什么？它能驱赶你的饥饿？”“不能。不能。”“它能滋润你的干渴？它能滋润你的干渴？”“不能。不能。”爱是什么？爱是什么？一个精灵坐在碧绿的枝叶间沉思。一个精
20、灵坐在碧绿的枝叶间沉思。风儿若有若无。风儿若有若无。一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。一只鸟儿飞过来，停在枝上，望着远处将要成熟的稻田。精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：精灵取出一束黄澄澄的稻谷问道：“你爱这稻谷吗？你爱这稻谷吗？”“爱。爱。”“为什么？为什么？”“它驱赶我的饥饿。它驱赶我的饥饿。”鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。鸟儿啄完稻谷，轻轻梳理着光润的羽毛。“现在你爱这稻谷吗？现在你爱这稻谷吗？”精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。精灵又取出一束黄澄澄的稻谷。鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：鸟儿抬头望着远处的一湾泉水回答：“现在我爱那一湾泉水，我有点渴了。现在我爱那一湾泉水，我
21、有点渴了。”精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。精灵摘下一片树叶，里面盛了一汪泉水。鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。鸟儿喝完泉水，准备振翅飞去。“请再回答我一个问题，请再回答我一个问题，”精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。精灵伸出指尖，鸟儿停在上面。“你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。你要去做什么更重要的事吗？我这里又稻谷也有泉水。”“我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。我要去那片开着风信子的山谷，去看那朵风信子。”“为什么？它能驱赶你的饥饿？为什么？它能驱赶你的饥饿？”“不能。不能。”“它能滋润你的干渴？它能滋润你的干渴？”“不能。不能。”其实，世上最温暖的语言，“不是我爱你，而
22、是在一起。”所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重，相互包容，相互懂得，才能走的更远。相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。然而，生活不仅是诗和远方，更要
23、面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪，弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时，你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只能在错误的时间遇到错的人。岁月匆匆像一阵风，有多少故事留下感动。愿曾经的相遇，无论是锦上添花，还是追悔莫及；无论是青涩年华的懵懂赏识，还是成长岁月无法躲避的经历愿曾经的过往，依然如花芬芳四溢，永远无悔岁月赐予的美好相遇。其实，人生之路的每一段相遇，都是一笔财富，尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上，他们都会丰富你的生命，使你的生命更充实，更真实；丰盈你的内心，使你的内心更慈悲，更善良。所以生活的美好，缘于一颗善良的心，愿我们都能善待自己和他人。一路走来，愿相亲相爱的人，相濡以沫，同甘共苦，百年好合。愿有情有意的人，不离不弃，相惜相守，共度人生的每一个朝夕直到老得哪也去不了，依然是彼此手心里的宝，感恩一路有你！
