纳米复合材料的前景广泛

    目前在美国有三个会议大约200多篇论文就是针对纳米颗粒对塑料性能的影响,比如在提高塑料的热力学性能和阻隔性能,阻燃性能以及对电导率的影响等方面而展开的。

    虽然说,纳米合成物的发展还处于它的“幼年阶段”,但是如果预料不错的话,在今后的十年间,它将会成为影响塑料工业发展大的因素,尽管它十分微小。只要用2%到5%的纳米颗粒通过熔融混合或原位聚合的方式加入到聚合物中,就可以极大改善该聚合物的热力学性能,阻隔性能,以及阻燃性能,并且它在提高材料的热阻,尺寸稳定性以及电导率方面要比标准填料和光纤性能优越。
    虽然并不是很引人侧目,也没有预料中的那么快,使用纳料颗粒做添加剂的聚合物材料还是已经渗透到了汽车业以及包装业的市场。在三个技术性的会议上,大约有200多篇的论文是相关方面的。无论是研究人员还是商家都对此投入了极大的热情。因此我们可以预测,使用纳料颗粒做添加剂的聚合物材料的发展将会达到前所未有的速度。以上三个会议分别是2004年旧金山纳米复合物会议,芝加哥Antec2004,以及2004年比利时布鲁塞尔纳料复合物会议。
   BBC的市场调查报告表明,在2003年有关纳米料子复合聚合物在范围内的销售量为2450万磅,总值9080万美元。在这份调查报告中还预测了该市场销售额将会以每年18.4%的速度增长,到2008年将会达到21110万美元。目前纳米科技的发展遇到了一些阻碍,但是BCC预测它在一些领域的应用还是将会以年增长率超过20%的速度发展。
    无论是在实验室研究还是在市场商业化上纳米填料发展的主流仍旧是层状的页硅酸盐纳米土,纳米云母石,碳纳米管,以及纳米石墨板(graphite platelets)。除此以外,其它的一些材料,比如说合成粘土,含笼型硅氧烷(POSS),以及像亚麻与大麻这类的天然纤维等也正在被着重研究。
    具竞争潜力者
    目前被讨论多的两种纳米填料分别是纳米粘土和碳纳米管,并且都已经取得了商业化应用。使用时二者都必须先进行化学修饰的表面,以使其达到超细分散以及与树脂间非常好的粘结,从而达到佳的使用效果。
    事实也证明,这两种纳米填料在改善塑料的结构性能,热性能,阻隔性能以及阻燃性能方面都取得了非常好的效果。并且碳纳料管还可以达到提高材料的电导率的作用。
    目前,由于纳米粘土的价格低廉-2.25美元/磅到3.25美元/磅-并且可以应用在一些常见的热塑性塑料,比如PP、TPO、PET、PE、PS和尼龙等上,所以它的商业化前景是被看好的。
    具有代表性的纳米粘土是高岭土,一种层状的铝硅酸盐,它每层的直径大约是1微米左右,长径比达到了1000:1。目前美国国内大的两家高岭土生产商分别是Nanocor(主要商标为Nanomer)和Southern Clay Products(主要商标为Cloisite),并且两家公司都已经形成了各自的商业网络,它们都有各自的树脂供应商、表面活性剂供应商。配混料商以及汽车OEM厂商和包装企业。虽然它们大部分的工艺都属商业机密,但是目前已经有几个商业成就是可见的。
    通用汽车是纳米复合物通向应用之路具代表性的一家汽车公司。它于2002年扒出的GMC Safari和雪弗莱Astro是市场上早在车身外部使用了纳米复合物材料的汽车,在2003年和2004年扒出车型里也使用了这种部件。近,它还在它们大体量的车-雪弗莱Impala的车身部分使用了一种PP/纳米粘土复合材料是由通用汽车位于密歇根州Warren的研发中心、Basell North America公司和Southern Clay Products公司合作开发出来的。