納米塑料的優(yōu)異性能

納米塑料是無機(jī)納米粒子（硅酸鹽、碳酸鈣、Si02、Ti02、SiO、A1203、云母、石英粉等）以納米級(jí)尺寸（一般為l~100mn)均勻分散在塑料母體樹脂中的復(fù)合材料，也被稱為聚合物基納米復(fù)合材料。根據(jù)母體樹脂不同可分類為納米尼龍、納米聚烯烴、納米聚酯、納米聚甲醛等。由于納米粒子尺寸和彼此間距離非常近，具有獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、界面效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀隧道效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和超塑性，使納米塑料具有獨(dú)特的物理力學(xué)性能，已成為復(fù)合材料發(fā)展的最尖端產(chǎn)品之一。
①高強(qiáng)度和高耐熱性。
用插層技術(shù)制備的納米塑料可將無機(jī)物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌性、可加工性完美地結(jié)合起來。含有少量（不超過10%，通常5%左右）黏土的納米塑料與常規(guī)玻璃纖維或礦物(30%)增強(qiáng)復(fù)合材料的剛性、強(qiáng)度、耐熱性相當(dāng)。但納米塑料質(zhì)輕，具有高的比強(qiáng)度、比模量而又不損失其沖擊強(qiáng)度，能夠有效減小制品的質(zhì)量，方便運(yùn)輸。同時(shí)，由于納米粒子直徑小于可見光波長，納米塑料具有好的光澤度和良好的透明度以及耐老化性。這些優(yōu)點(diǎn)是其他材料無法相比的，所以納米塑料一出現(xiàn)，立刻受到人們的青睞。
②高阻隔性。
由于聚合物基體與黏土片層的良好結(jié)合和黏土片層的平面取向作用，納米材料表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性和良好的氣體阻透性。納米塑料的高阻隔性使其廣泛應(yīng)用于高級(jí)包裝材料，例如精制食品、藥品、化妝品、生物制品和精密儀器等。
③高阻燃窒息性。
有些納米材料還具有很高的自熄性、很低的熱釋放速率（相對(duì)聚合物本體而言）和較髙的抑煙性，是理想的阻燃材料。例如把聚己內(nèi)酯硅酸鹽納米塑料和未填充的聚己內(nèi)酯放在火中30s,取出后納米塑料就停止燃燒，并保持其完整性；與此相反，未填充的聚合物則繼續(xù)燃燒，直到樣品被破壞為止。如納米尼龍6，當(dāng)黏土含量為5%時(shí)，其熱釋放速率的峰值（評(píng)價(jià)材料火災(zāi)安全性的關(guān)鍵因素）可以下降到50%以下。因此，國外有文獻(xiàn)稱這種納米塑料制造技術(shù)是塑料阻燃技術(shù)的革命。
④良好的熱穩(wěn)定性。
將硅酸鹽的耐高溫性用于納米塑料，使其耐熱性和熱穩(wěn)定性明顯提高。例如聚二甲基硅氧烷（PDMS)-黏土納米塑料與未填充的聚合物相比，其分解溫度大大提高，從提高到5001。由此可知，由于PDMS分解成易揮發(fā)的環(huán)狀低聚物，但納米材料的透過性很低，從而使揮發(fā)性分解物不易擴(kuò)散出去，提高了塑料的熱穩(wěn)定性。在聚酰亞胺——蒙脫土體系中，熱穩(wěn)定性也大大提高。隨著蒙脫土含量的增加，納米塑料的熱膨脹系數(shù)顯著降低，蒙脫土含量僅4%時(shí)熱膨脹系數(shù)就下降近1/2,熱穩(wěn)定性明顯增加。在納米黏土尼龍（NCH)中，產(chǎn)物的熱變形溫度（HDT)提高了近1倍，此時(shí)黏土含量僅5%左右，
隨著黏土含量的增加，HDT也逐漸增加。
⑤良好的導(dǎo)電性。
電子產(chǎn)品、火藥、彈藥等產(chǎn)品的包裝都需要進(jìn)行防靜電。在防靜電塑料產(chǎn)品的開發(fā)研究上，利用納米級(jí)的炭黑、金屬粒子或金屬氧化物等進(jìn)行填充處理，可大大提高塑料的導(dǎo)電性，且使溫度對(duì)納米塑料導(dǎo)電性的影響變小。