我國新材料應(yīng)用市場需培養(yǎng)
20世紀(jì)80年代末，日本首先研發(fā)兩步法制備尼龍6/蒙脫土納米復(fù)合材料，此后，美國nanocor公司也進(jìn)行聚合物/粘土納米復(fù)合材料的工業(yè)化研究。我國中科院化學(xué)所工程塑料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用天然粘土礦物蒙脫土作為分散相，利用插層聚合復(fù)合、熔融插層復(fù)合等方法制備了納米塑料，成功開發(fā)出以聚酰胺、聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、硅橡膠、聚苯胺、聚氨酯等為基料的一系列納米塑料。
我國納米技術(shù)研究進(jìn)展較快，特別是在納米涂料、納米抗菌材料、納米粉體加工技術(shù)等方面取得不少成果。據(jù)美國科學(xué)引文索引系統(tǒng)《SCI》收錄的關(guān)于納米研究論文的統(tǒng)計(jì)分析表明，我國在這一領(lǐng)域發(fā)表的論文數(shù)量僅次于美國和日本，居世界第三。
納米科技是當(dāng)今引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化革命的重要技術(shù)，納米技術(shù)的發(fā)展將對石油化工領(lǐng)域催化材料的革新、三大合成材料的改性產(chǎn)生重大影響，但納米復(fù)合材料的市場化應(yīng)用還有很長的路要走。
北京崇高納米科技有限公司董事長、中科院化學(xué)所高分子物理博士李畢忠，長期從事納米材料和高分子材料研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐，他表示，迄今已有越來越多的粘土/聚合物納米復(fù)合材料體系得到研究和開發(fā)，如粘土/尼龍、粘土/熱塑性聚酯、粘土/聚丙烯、粘土/超高分子量聚乙烯、粘土/聚苯乙烯、粘土/低分子液晶、粘土/聚苯胺、粘土/ 熱固性塑料(如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯)、粘土/橡膠(聚氨酯、硅橡膠、丁腈橡膠)等，但是具有較大產(chǎn)業(yè)化價值和已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的不多。其主要原因，一是粘土/塑料納米復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)投入巨大，開發(fā)周期較長；二是所開發(fā)的納米復(fù)合塑料新材料的應(yīng)用市場需要培養(yǎng)，過程漫長。
鏈接納米是一個長度計(jì)量單位，一納米相當(dāng)于十億分之一米，大約是10個原子并列的寬度。當(dāng)物質(zhì)顆粒小到納米量級后，這種物質(zhì)就可被稱為納米材料。由于納米顆粒在磁、光、電、敏感等方面呈現(xiàn)常規(guī)材料所不具備的特性，因此在陶瓷增韌、磁性材料、電子材料和光學(xué)材料等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料。在復(fù)合材料中，通常有一相為連續(xù)相，稱為基體；另一相為分散相，稱為增強(qiáng)材料。分散相是以獨(dú)立的相態(tài)分布在整個連續(xù)相中，兩相之間存在著相界面。分散相可以是纖維狀、顆粒狀或是彌散的填料。復(fù)合材料中各個組分雖然保持其相對獨(dú)立性，但復(fù)合材料的 性質(zhì)卻不是各個組分性能的簡單加和，而是在保持各個組分材料的某些特點(diǎn)基礎(chǔ)上，具有組分間協(xié)同作用所產(chǎn)生的綜合性能。由于復(fù)合材料各組分能“取長補(bǔ)短”，充分彌補(bǔ)了單一材料的缺點(diǎn)，因而產(chǎn)生了單一材料所不具備的新性能。當(dāng)有機(jī)聚合物為連續(xù)相，納米材料為分散相時，組成的就是聚合物基納米復(fù)合材料。