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纳米技术在塑料行业中的应用前景与发可以实地的操作和探讨展空间

“21世纪的纳米碳材料将像20世纪的铝材一样对人类社会发挥举足轻重的作用!”这句话是美国Applied科学公司总裁马斯·莱克的预言。位于俄亥俄州的Applied科学公司是一家从事研发高级材料的企业。纳米碳材料是一种纵横比(长度与直径比)非常高的微小颗粒,类似于铝材那样具有高强度、质量轻的特点。添加使用在塑料中,还可大大提高塑料制品的导电性和导热性能。

目前,全球范围内纳米碳材料的主要供应商勾头瓦有: HyperionCatalysis公司(北美唯一)、日本三井公司和Showa Denko公司、以及Pyrograf产品公司( Applied科学公司的下属企业)等4家企业。后者开发出一种石墨纳米纤维试验品,其直径为100～200纳米,长度为100微米,纵横比为500～1000∶1。目前仅提供样品,价格为70美元/磅,正在建造一家中试工厂。如果以0. 5%～5%的份量比例,加入Pyrograf公司生产的全产业链上环保设施PF24品级纳米碳纤维到塑料中,塑料制品的刚度将会提高5倍,并且表面电阻值下降至1～1010欧姆/平方米。

由Hyperion公司生产的多壁纳米石墨管的颗粒中,横向宽度仅有10纳米,长度为10～100微米,其纵横比至少达到1000∶1。这些尺寸微小并弯曲性小的“细微纤维”,在塑料加工过程中难以分散。

为了确保得到满意的分散效果,Hyperion公司又生产提供了母料颗粒,其中含有15%～20%的小纤维,这舞台光源样又可降低0. 5%的添加材料重量。

据Hyperion公司的营销经理帕特·柯林斯介绍说:用这种细微纤维制成的混料适用于所有级别的电子频谱,添加量可比普通碳纤维至少低50% ,体积也有相当大的差异。据报道说,该种纳米碳管的韧性和延展性远远超过最好反复施力的传统导电性材料,其粘性所受的影响也非常小,因此这种细微纤维非常适合用于加工薄壁塑料制件,且用其加工的外饰件也具有良好的表面质量,比用传统填料制成的混料收缩性和制品翘曲变形性都要小。

Hyperion公司的产品已从最初的PA 6和PA 66、PBT、PC母料扩大至PEEK、PEI( GE公司生产的Ultem品牌聚醚酰亚胺)、PPS、PA12和PS等母料,接下来还将推出PP、PET、EVA母料。包括PA 12在内,目前的用途是在汽车燃料管线中代替金属。结合了优良的静电消散( ESD)性能,再加上高韧性,以及高抗破裂性带来了额外的安全性能。纳米碳管为基体制成的静电喷漆级混料只需在塑料配方中添加约2%～3%的份量,塑料产品即可获得理想的导电性,并达到A级表面滚塑加工质量。

目前在纳米碳管的使用过程中,成本居高是主要的制约因素,比如Hyperion公司的小纤维都定价约50美元/磅。柯林斯先生表示:经过长期努力,尤其是全球规模的生产厂家启动后,其价格将会下降。

此外, RTP公司导电材料的产品经理斯科特·柯贝纳介绍说:添加4%～7%的RT假设机械在待机形态P公司出品的纳米碳管混料就可使塑料制品具有104～109欧姆/平方米的表面电阻,该公司的NTC系列材料出现的冷、热点最少,适合用于高纯度的静电消散和静电喷涂混料。该公司还将纳米碳管加入到高抗冲聚苯乙烯、聚甲醛和其它种类的工程树脂中。NTC系列产品的定价比PAN品级纤维混料的价格要高出25%～100%。

LNP公司则可供应高纯度静电消散材料———“超干净Stat- Kon”,即在PEEK和PEI材料中添加纳米碳管,用以生产晶片盒和磁盘驱动元件。它的离子污染据说比碳纤维材料要低65%～90%。

而田柯纳(Ticona)公司可提供导电性PPS系列材料,采用了一种非传统的碳导电体,这种新型物质据说具有许多纳米碳管的优点,而且成本相当低。这种添加物和专门的合成技术据说可确保静电消散性能的精确“调校”。该材料也被人们形容为“干净”材料———不脱落且离子污染低,还可除去气味,用于生产液晶显示器、电子存储介质和微电子包装盒等。

转载自：中国塑料行业