0塑料包裝2011年第21卷第6期納米聚烯烴的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展(上)汪多仁(中國石油吉林石化公司)摘要:全文介紹了納米聚烯烴的性能,生產(chǎn)的主要技術(shù)路線與最佳的操作條件及有關(guān)進(jìn)展情況。對(duì)現(xiàn)工業(yè)化運(yùn)行的主要納米聚烯烴生產(chǎn)工藝的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了具體的分析和總結(jié),闡述了國內(nèi)外研究開發(fā)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。并探討了擴(kuò)大應(yīng)用范圍等的前景與市場需求。關(guān)鍵詞:納米聚烯烴開發(fā)應(yīng)用Abstract: Advances in and prospect of Living things amino acids manufacturing technology The advances in Nano polyolefin manuf acturing technology were reviewed Inthe paper. The features the technologies for industrial production of Nano polyolefid and reviewed processes of Rare Earth Nano polyolefin producing andoptimum conditions and new development of magnesium borate whisker and their ststus quo and devepmant trends of sends at home and abroad have been presented in thearticle for future development of application are evaluated and marked demandKey words Nano polyolefin develpment use1理化性質(zhì)具有許多宏觀物體所不具備的新奇的物理、化學(xué)特性,既是一種多組分物質(zhì)的分散體系,又是一種聚烯烴的無規(guī)共聚物其結(jié)晶度、剛性,熔點(diǎn)比新型的材料,在塑料中的作用不僅僅是補(bǔ)強(qiáng),還能均聚物低。透明性獲得改進(jìn),韌性和沖擊性提高。賦予基體材料新的功能。般無規(guī)共聚物中乙烯結(jié)合量提高1%,熔點(diǎn)降低℃。氣相法可生產(chǎn)高乙烯含量如12%的無規(guī)共2工藝開發(fā)123聚物,丙烯與高碳1一烯烴的無規(guī)共聚物及三元共2.1聚合物熔融插層復(fù)合聚物如丙烯一乙烯一丁烯的三元共聚物等產(chǎn)品的Col-Gel(熔融插層)法有①把前驅(qū)物溶解在應(yīng)用范圍能進(jìn)一步拓寬。預(yù)形成的聚合物溶液中,在酸堿或某些催化作用納米粉末材料是指平均粒徑在100nm以下的下讓前驅(qū)中國煤化-絡(luò);②把前驅(qū)材料。其中平均粒徑為20~100nm的稱為超細(xì)物和聚合CNMH解和單體聚粉。納米粉末材料具有相當(dāng)大的相界面面積,它合同時(shí)進(jìn)行,這樣便一些完全不溶的聚合物均勻2011年第21卷第6期塑料包裝地嵌入無機(jī)網(wǎng)絡(luò)中。若單體交聯(lián)則形成互穿網(wǎng)得碳化硅、四氮化三硅、聚烯烴復(fù)合材料。這種含絡(luò),若單體未交聯(lián)則成半互穿網(wǎng)絡(luò);聚合物或單體5%碳化硅/四氮化三硅的復(fù)合材料較普通聚烯烴可以引入能與無機(jī)組分形成化學(xué)鍵基團(tuán)。增加有的拉伸強(qiáng)度高112%。拉伸斷裂伸長率高25%機(jī)與無機(jī)組分之間的相互作用。缺口沖擊強(qiáng)度高103%。在充分?jǐn)嚢柘?將粒子在溶液中分散均勻納這是由于納米粒子的比表面積大,可以充分米SiC/Si3N粒子用鈦酸酯改性后填充聚烯烴后,地與聚合物吸附、鍵合,從而提高力學(xué)性能。共混納米SC/Si3N4對(duì)聚烯烴有較大的增強(qiáng)增韌作用,法將納米粒子與材料的合成分步進(jìn)行,由此以控在5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)沖擊強(qiáng)度出現(xiàn)最大值。制粒子的尺寸與狀態(tài),其難點(diǎn)在于粒子的分散問插層復(fù)合法可以看作是一種特殊的原位聚合題。納米粒子的比表面積較大,比表面能也極大,方法,包括聚合物插層法和插層聚合法兩種方式。因此極易發(fā)生團(tuán)聚,從而失去納米粒子的特殊性聚合物插層法將聚合物插入填料層間,可分為剝能,控制粒子微區(qū)相尺寸及尺寸分布是其成敗的離吸附、熔融插層和溶液插層。插層聚合法將單關(guān)鍵。體插入填料層間后再進(jìn)行聚合,聚合場所為填料2.3納米SiO2改性層間。納米粒子分散性質(zhì)對(duì)復(fù)合材料性能影響很聚合物熔體插層分兩步進(jìn)行:聚合物分子鏈大,選擇最佳分散方法是納米材料應(yīng)用關(guān)鍵。對(duì)于擴(kuò)散進(jìn)入初級(jí)粒子聚集體和擴(kuò)散進(jìn)入硅酸鹽層間納米粒子SiO2改性聚烯烴有如下三種分散方法;域,而熔體插層的控速步驟在于高分子鏈擴(kuò)散進(jìn)1)聚烯烴中加入納米SO2,含量在2%時(shí)性入初級(jí)粒子的質(zhì)量傳遞過程。在此基礎(chǔ)上,聚合能最佳物的極化度越大或親水性越強(qiáng),有機(jī)化層狀硅酸2)使用振動(dòng)磨進(jìn)行分散,作為一種新的分散鹽的功能化基團(tuán)越短,越有利于減小插層劑烷基方法,對(duì)納米粒子的分散非常有效。鏈與聚合物之間不利的相互作用,即越有利于插3)振動(dòng)磨的使用時(shí)間參數(shù)非常重要,對(duì)本體系而言,以1h為最佳。此時(shí)有最高拉伸強(qiáng)度。蒙脫土納米復(fù)合材料形成的活化能與純聚合納米粒子粒徑小,表面能大,極易團(tuán)聚,所以物熔體的分子鏈擴(kuò)散活化能相近,高分子鏈在硅如何解決團(tuán)聚問題,使納米粒子在基體中迅速、均酸鹽片層間的擴(kuò)散行為至少與其在本體熔體中相勻地分散就成為影響復(fù)合材料性能的關(guān)鍵。在使當(dāng),因此,復(fù)合材料在加工成型后就已經(jīng)形成,可用納米SO2對(duì)HDPE進(jìn)行改性中,選用普通機(jī)械利用與常規(guī)聚合物相同的工藝條件,如擠出進(jìn)行分散法,超聲波分散法和振動(dòng)磨分散法,加工,不需要額外的熱處理時(shí)間。高分子量聚乙超聲波是分散方法中的一種重要手段,這主烯的耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、自潤滑、沖擊性能為現(xiàn)要是超聲波的空化作用所產(chǎn)生的。超聲波在介質(zhì)有塑料中最好的,但由于其黏度極高.成型加工閑中的傳播過程存在著一個(gè)隨著正負(fù)壓強(qiáng)的交變周難,聚烯烴/黏土納米復(fù)合材料可以解決聚烯烴在期。在正壓相位時(shí),超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓,改變加工中的難題。了介質(zhì)原來的密度,使其增大。而在負(fù)壓相位時(shí),2.2熔融共混法使介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持用熔融共混法制備的工藝過程是將納米粒子不變的臨界分子距離,這時(shí)液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷進(jìn)行表面處理以防止團(tuán)聚,再加入聚合物中,在熔裂形成微泡,微泡講一長大成為空化氣泡。這融狀態(tài)下共混。此法必須注意不使其團(tuán)聚。用這些氣泡一方面中國煤化工質(zhì)中,也可種方法制得的聚合物,較其他改性方法簡單和易能上浮并消失CNMH切以又化而繼續(xù)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)?？梢允褂秒p輥開煉與壓膜制長大,直到負(fù)壓達(dá)到最大值塑料包裝2011年第21卷第6期在緊接著的壓縮過程中,這些空氣泡被壓縮,中加適量的插合劑、加工助劑等,使納米材料和其體積縮小,有的甚至完全消失,當(dāng)脫出超聲場的HDPE經(jīng)熔融插合能有機(jī)地結(jié)合在一起形成新的共振相位時(shí),空化氣泡就不再穩(wěn)定了,這些空化氣塑料合金材料,可以改善材料的加工性能。泡內(nèi)的壓強(qiáng)已不能支撐其自身的大小,即開始潰用納米級(jí)粒子的增強(qiáng)聚烯烴,具有良好的加陷。當(dāng)空化氣泡潰陷時(shí),形成速度極高的微射流,工工藝性能和優(yōu)良的綜合性能。碳酸鈣經(jīng)過表面以極大的力沖擊固體,團(tuán)聚的納米粒子在如此強(qiáng)處理后對(duì)HDPE具有增韌作用,而不經(jīng)過表面處力的作用下,會(huì)重新分散,而且空化作用還能改善理時(shí)對(duì)HDPE具有一定的增韌作用,經(jīng)過表面處液體介質(zhì)與固體表面之間的傳質(zhì)過程,從而在對(duì)理后納米碳酸鈣增韌效果十分明顯。粒子解團(tuán)聚的同時(shí),對(duì)其進(jìn)行表面處理。由此制得的聚烯烴納米合金系列材料具有優(yōu)2.4納米CaCO3改性良的耐磨、耐腐蝕、高強(qiáng)度、無毒等特性,是用得最微米級(jí)CaCO3只有經(jīng)過表面處理后才能對(duì)多的工程塑料。由于其具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能,在電子電器零部件等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。HDPE起到增韌作用,而納米CaCO3不經(jīng)過表面2.5聚合物一黏土礦物納米復(fù)合材料處理時(shí)對(duì)聚烯烴具有一定的增韌作用,在經(jīng)過表聚烯烴蒙脫土插層聚合,大多選用的是茂金面處理后其增韌效果十分明顯;原本不相容的兩屬催化體系,這和蒙脫土的親水性與茂金屬催化個(gè)物質(zhì)在納米尺寸下具有一定的相容性;納米級(jí)體系的助催化劑MAO和蒙脫土具有適當(dāng)?shù)南嗳軨aCO3的加入,能夠起到應(yīng)力集中點(diǎn)的作用,受外性有關(guān),其容易插入蒙脫土層間。制備時(shí),首先從力作用時(shí),顆粒周圍的剪切應(yīng)力遷移,使與之相連黏土懸浮液中浮選出層狀硅酸鹽蒙脫土或富鎂皂的基體產(chǎn)生局部屈服,吸收更多的能量,從而可大土,使用插層劑改性或進(jìn)一步凍干脫出水分,降低大提高體系的斷裂韌性;分散相粒子尺寸的減小其親水性,然后將蓬松的層狀硅酸鹽均勻分散于及分散性的提高,可以提高材料的沖擊強(qiáng)度;采用非極性溶劑甲苯或庚烷中,再加入MAO對(duì)硅酸納米級(jí)CaCO3改性復(fù)合材料時(shí),體系拉伸強(qiáng)度的鹽進(jìn)行處理,用茂金屬接觸陳化后形成活性中心降低輻度明顯平緩;在納米級(jí)CaCO3填充HDPE最后通過聚烯烴進(jìn)行聚合。如果茂金屬呈非離子體系中,脆韌轉(zhuǎn)變點(diǎn)消失,但沖擊強(qiáng)度在納米級(jí)狀態(tài),則無需進(jìn)行離子交換。聚烯烴硅鋁酸鹽納CaCO3含量為20%~25%之間有最大值;材料綜米塑料由于材料的特殊插層結(jié)構(gòu)而阻燃性得到大合性能的提高是由于納米粒子比表面積大、表面幅度的提高,同時(shí)熱穩(wěn)定溫度和氣體阻隔性都有層原子數(shù)量大,可以充分地與聚合物吸附、鍵合,不同程度的提高。從而對(duì)力學(xué)性能有所改善。聚烯烴一黏土礦物納米復(fù)合材料的制備可以采用納米與微米級(jí)CaCO3粒子填充聚丙烯,通過3種方法來實(shí)現(xiàn):①將聚合物單體嵌入到黏納米級(jí)CaCO3對(duì)PP(聚丙烯)的改性效果較為明土礦物的層間域,接著在層間域進(jìn)行原位聚合;②顯,當(dāng)納米粒子含量為4%時(shí),沖擊強(qiáng)度達(dá)最大值,將聚烯烴直接嵌入到黏土礦物的層間域;③將黏土礦物晶層均勻地分散到聚烯烴基質(zhì)中。例如增韌作用十分明顯。若采用低分子偶聯(lián)劑對(duì)納米利用具有納米結(jié)構(gòu)的天然礦物(如層狀硅酸鹽黏粒子進(jìn)行表面改性,可強(qiáng)化填充劑與共聚物的界土),用化學(xué)方法把它與聚烯烴混合,有機(jī)黏土片面。納米級(jí)的超細(xì)輕質(zhì)CaCO3填充聚烯烴,在配層就能分解成納米片層,均勻分布到聚合物中間比為聚烯烴/CaCO3為80/20的條件下時(shí)所得試形成納塑料。溫度升高有利于高分子插層而不樣的缺口沖擊強(qiáng)度,拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率均優(yōu)利于溶劑所以,最好在溶劑分子插層步于重質(zhì)和普通輕質(zhì),其中以天然油脂衍生物為分驟選擇中國煤化工層步驟選擇較高散劑的效果最為顯著。溫度并CNMHG納米材料與HDPE能進(jìn)行熔融插合,在配方未完待續(xù):(見2012年《塑料包裝》第1期)