納米功能塑料及其在家電中的應(yīng)用

1、納米功能塑料及其在家電中的應(yīng)用現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用納米功能塑料及其在家電中的應(yīng)用石勁松（中國科學(xué)院泰興納米材料有限公司，225401）應(yīng)用。家用電器納米材料自誕生以來所取得的成就及對各個領(lǐng)域的影響和滲透十分引人注目。諾貝爾獎獲得者羅雷爾曾說過：70年代重視微米技術(shù)的國家如今都已成為發(fā)達國家，現(xiàn)在重視納米技術(shù)的國家必將成為21世紀(jì)先進的國家。納米材料在建材、環(huán)保、半導(dǎo)體、化纖、化妝品、機械加工等許多領(lǐng)域取得了令人滿意的應(yīng)用成果。如今，納米材料在塑料工業(yè)中的應(yīng)用也出現(xiàn)了喜人的前景，而塑料是家用電器的重要材料之一。家用電器往往采用一些具有特殊功能的塑料，如抗菌塑料、阻燃塑料、導(dǎo)電塑料、磁性塑料、增韌增強

2、塑料以及為了適應(yīng)環(huán)保要求的生物降解塑料。1納米功能塑料的種類及特性為了滿足某些特殊行業(yè)以及某些特殊零部件的需要，伴隨著納米技術(shù)的產(chǎn)生，已出現(xiàn)了許多由納米材料改性的特殊功能塑料。1.1抗菌塑料抗菌塑料是通過在塑料中添加抗菌劑的方法實現(xiàn)的。利用納米技術(shù)在塑料中添加少量的納米無機抗菌劑即可制得高效的抗菌塑料。無機抗菌劑是接觸式殺菌，經(jīng)納米技術(shù)改性的無機抗菌劑由于顆粒粒徑的減小，單位重量的無機抗菌劑顆粒數(shù)增多，比表面積加大，因而增加了與細菌的接觸面積，提高了抗菌效果。同時，由于抗菌劑的粒徑超細，依靠庫侖引力可穿透細菌的細胞壁（大腸桿菌大約為600mn）進入細胞體內(nèi)，破壞細胞合成酶的活性，細胞喪失分裂繁

3、殖能力而死亡。因此，功能性納米無機抗菌塑料具有極其優(yōu)異的性能：安全性高，無毒副作用；抗菌時效長，緩釋效果良好；抗菌效率極高，對大腸桿菌等的抗菌率達到99%以上；抗菌譜寬，克服了一般抗菌材料的單一性；穩(wěn)定性好，具有普通銀系抗菌劑所不能比擬的光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。增韌增強塑料在塑料中填充納米級粒徑的無機填料，常用的有蒙脫土、Si2、Ti2等，由于無機納米粒子同聚丙烯等塑料的相容性較差，很難匹配，目前技術(shù)較為成熟的是在塑料中填充經(jīng)表面處理后的納米級超細CaC03.納米級CaC03對PP等塑料的結(jié)晶有明顯的異相成核作用，適當(dāng)加入可以使聚丙烯等塑料的拉伸屈服強度和彎曲模量上升，由此可見，納米級材料填充可達

4、到增韌目的，可大大提高塑料的綜合力學(xué)性能。1.3阻燃塑料以納米級Sb23為載體，經(jīng)表面改性可制成高效的阻燃劑，其氧指數(shù)是普通阻燃劑的數(shù)倍。因為納米材料的粒徑超細，經(jīng)表面處理后其活性極大，燃燒時其熱分解速度大大加快，吸熱能力增強，降低材料表面溫度，且超細的納米材料顆粒能覆蓋在ABS凝聚相的表面，能很好地促進碳化層的形成，在燃燒源和基材間形成不燃性屏障，從而起到隔離阻燃的作用。另外，納米級Sb23與ABS等塑料有很好的匹配性，具有熱穩(wěn)定性好、無毒、持久阻燃等優(yōu)點。用化學(xué)專業(yè)，一直從事納米材料的研究制備及應(yīng)用工作，已發(fā)表數(shù)篇現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用1.4導(dǎo)電塑料常用導(dǎo)電塑料多采用添加銅粉、銀粉或炭黑的方法制

5、得。由于普通炭黑等材料在塑料中分散性差，與塑料的相容性不好，因而在應(yīng)用上受到了一定的限制。以納米級二氧化鈦為載體，在Tiz上包覆一層致密的Sn2和Sb23膜，可制成性能優(yōu)異的納米級導(dǎo)電粉。該導(dǎo)電粉由于粒徑超細，根據(jù)原子擴散行為等理論，其納米粒子的晶格振動速度加快，因而與塑料有很好的相容性，并且白度好，為導(dǎo)電粉在塑料上的應(yīng)用拓寬了領(lǐng)域。1.5磁性塑料磁性塑料俗稱塑料磁鐵。由于表面效應(yīng)，納米磁性材料會發(fā)生顯著的晶格收縮效應(yīng)，使晶格常數(shù)變小，引起納米粒子表面原子輸送和構(gòu)型的變化，表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜也發(fā)生變化，其磁疇小，呈單磁疇結(jié)構(gòu)。由于體積效應(yīng)，使其磁性能發(fā)生了突變。納米晶的磁性相互作用不僅

6、限于單個晶粒，而且可以擴展越過界面，使數(shù)百個晶粒磁化排列，隨著粒徑的減小，其矯頑力可顯著增強，磁性能得到了明顯的改善。將納米級鐵氧體類和稀土類等超磁性物質(zhì)與塑料混煉即可制成磁性能很好的塑料。2納米功能塑料在家電中的應(yīng)用家用電器的材料更新已完成塑料替代金屬的過程，現(xiàn)在已開始了由納米功能塑料替代普通塑料的過程。功能塑料材料的應(yīng)用推動了家用電器工業(yè)的發(fā)展。另一方面，家用電器工業(yè)的發(fā)展也對塑料材料及其加工技術(shù)提出了許多新課題，納米功能塑料也就是在這種情況下應(yīng)運而生的。高效的納米抗菌塑料主要用于電冰箱的門把手、門襯、抽屜等，以及洗衣機的抗菌不銹鋼筒、抗菌洗滌水泵、抗菌波輪等部件，此外，還廣泛應(yīng)用于空調(diào)器、電話、熱水器、礦化水壺、微波爐、電飯鍋等。增韌增強塑料主要用于電冰箱門密封條、洗衣機內(nèi)筒以及各種家用電器的外殼和底座等。阻燃塑料在家用電器上的應(yīng)用極為廣泛，如電熨斗、微波爐、電飯煲、電視機、各種照明器具以及所有電器的插頭和插座等。導(dǎo)電塑料主要用于家用電器的殼體，以屏蔽或反射家電產(chǎn)生的對人體有害的電磁波，以及用于空調(diào)器的除塵。磁性塑料的發(fā)展較快，目前已占磁鐵總用量的15%，大量用于微型精密電機的轉(zhuǎn)子和定子的零部件，電冰箱門封磁條、電視機、收錄機、錄像機、電話機、揚聲器等家用電器的零部件。3結(jié)語各種