功能性纳米助剂技术资料

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1、功能性纳米助剂技术资料23功能性纳米材料总结一、纳米材料简介：纳米复合材料概念是20世纪80年代发展起来的。主要是利用物质在纳米尺度上表现出来的非凡和独特性能，实现材料和生产方式的飞跃。通常粒径在1-100nm尺度下我们统称为纳米材料。首先，我们的功能性纳米材料采用的是“超重力反应结晶法制备纳米CaCO3”的合成技术，此项技术是国家863重点攻关项目。纳米CaCO3合成领域在国内是处于领先水平的，在国际上也是走在前列的。其次，纳米材料在应用中最大的瓶颈是在常规加工设备中的分散问题。我们的功能性纳米材料在近一年的应用中，也验证了在PVC、橡胶等

2、领域的可行性和领先于国内其他厂家的性能，成本优势，主要还是我们威格德公司对纳米材料粒子表面处理技术是过关的。通过对市场上其他公司纳米材料应用状况的了解和取样、检测、分析对比，我们的表面处理技术是走在行业前沿的。二、功能性纳米材料作用机理其机理主要是利用超重力反应在纳米粒子表面接枝不同功能的助剂，降低纳米粒子的表面能，解决纳米粒子的“团聚”23，提高分散性，使之更容易进入到聚合物的缺陷内部和减少聚合物的空洞。纳米粒子的表面原子数占的比例大，高活性的表面原子可以提高与基体大分子的键合力。当受外力时，纳米粒子不容易与基体树脂脱离，并且因为应力场的相

3、互作用，在基体内部产生很多的塑性形变，既能较好地传递所承受的外应力，又容易使基体屈服，消耗大量冲击能。同时纳米材料的比表面积大，与树脂基体接触面积也大，均匀地分散在基体树脂中易产生应力集中效应，引发基体内部出现微裂纹而吸收一部分能量。纳米粒子的存在还使树脂的微裂纹向不同方向发展，不至于成为宏观上破坏性的开裂。功能性纳米材料大部分属于无机刚性粒子，对基体树脂的刚性，尺寸稳定性有利。三、功能性助剂的优势：1.合成方法的优势我们采用超重力反应法进行原生粒子的合成。这一合成方法的优势在于原生粒子粒径控制较好，粒径分布很窄，说明超重力法对纳米原生粒子尺

4、寸控制是比较理想的，并且晶形控制好，呈立方体的形貌（可参考电镜照片）。这方面的优势不只在我们生产基地-巢东是这样，我们在“安徽大学现代实验中心”所做的检测报告中可以看出超重力法的优势，在国内其他超重力法纳材料生产厂家也是这样。同一方法生产的纳米材料的区别主要在于原料品质、生产过程中每个工艺环节中间体的理化指标的检测和控制上。国内也有用传统的沉淀法生产的，但是纳米粒子主要是靠通入二氧化碳的流量和速度来控制，由于对气体控制不易稳定，在生成纳米粒子后易团聚，从而加大粒径和导致粒径分布过宽，这是原生粒子合成方法上的区别。2.生产工艺过程控制和原材料控

5、制在每一个工艺过程，通过不断摸索已经建立完善了各工艺环节中间料的控制指标，并作为成熟的技术规范确定下来。比如矿石煅烧前的矿石化验，所选煤的品质的检验，Ca(OH)223的PH值等指标的检测等。只有在每一道工序的中间化验合格后才进入下一工序。并且整个生产过程实现全自动化，采取中央集中控制，避免了人为的操作带来的产品质量的波动。3.表面处理技术的优势解决纳材料应用的关键是粒子的表面处理，也就是如何降低纳米粒子的高表面能，减少粒子的“结团”现象，使纳米材料在常规的加工条件下能更好地以单个粒子或更小的结团颗粒分散到基体材料中，发挥纳米粒子的独特优势。

6、国内众多的纳米材料生产厂家和科研机构所做的工作也在于此。从现状来看，一般科研机构在实验室中可以做到相对较好的表面处理状态，但在工业化生产中，采用何种处理剂，采取什么样的处理方式，如何确定合理的处理工艺，来保证工业化的纳米材料不团聚、易分散是一个重大课题。我公司在对无机材料表面处理多年攻关和研究的基础上，通过对超重力法生产工艺特点充分把握，对纳米材料深入研究，自主开发了独特表面处理剂和工艺技术路线，实现有实用价值的纳米材料的工业化生产。我们通过对比国内不同超重力法生产的纳米材料的粒径及其分布，就能很好地说明我们工业化的纳米材料在“解决团聚、容易

7、分散”方面的优势。我们拿到了市场上不同纳米材料，在“中国科学院固体物理研究所纳米技术中心”所做的粒径分布，就能很好地说明我们的表面处理技术走在国内的前沿。（具体分析在后面“不同纳米材料粒径分布对比”，常规材料和纳米材料在PVC中的分散状态的电镜照片的对比）4.加工性能的优势23纳米材料的应用关键是解决“分散”问题，但在实际应用过程中，由于纳米材料粒径太小，有很多效应会影响到制品加工工艺的稳定性。我们在功能性纳米材料应用的成功，很关键也是得益于我们在塑料等高分子材料加工领域的丰富经验。我们之所以称为“功能性助剂”，主要是把纳米粒子分散，实现平稳

8、的工艺过渡，保证良好的加工性能和制品良好的物理性能，结合起来采取不同处理方式，对粒子进行有效的复合包覆。从功能性纳米材料的技术指标也可以看出，表面处理剂的用量是较大