聚丙烯(PP)納米塑料技術進展
時間:2005-05-31
聚丙烯(PP)納米復合材料的出現為實現PP的增強增韌改性提供了一條重要的新途徑。將納米級的填料通過共混、插層等手段均勻地分散到PP基體中；可獲得優異綜合性能的PP納米復合材料，使PP材料增強增韌，阻隔性、阻燃性、熱變形溫度和耐老化性提高。
現在國內外對PP納米復合材料的研究極為活躍，制備方法各具特色，所添加填料品種很多。根據所添加的填料種類可將PP納米復合材料大致分為兩大類：一類是 PP/層狀硅酸鹽納米復合材料，其中的填料包括蒙脫土、水渾石、海泡石、 云母、滑石、綠土、高嶺土等。制備這類納米復合材料是采用插層法、復合法，包括單位插層聚合法、聚合物溶液插層聚合物熔體直接插層法和溶膠—凝膠法等4種。 其中聚合物熔體直接插層法是指將聚合物和無機填料混合，然后加熱到PP熔點以上，在擠出機或混煉機中通過剪切力使兩者混合均勻，插層解離而得到納米復合材料。由于這種方法具有操作簡單，可用傳統的方法加工、易于工業化、沒有溶劑等添加物、不存在環境污染等優點。故目前研究較多，有較大的發展前途；另一類是PP/ 無機剛性粒子納米復合材料，其中的填料包括CaCO3、SiO2、Al2O3、SiC、Si3N4等。目前，制備PP/無機剛性粒子納米復合材料基本上是采用熔融共混的方法， 在雙螺桿擠出機中依靠剪切力的作用將納米級無機剛性粒子分散到PP基體中，得到PP納米復合材料。 從研究的情況來看，PP/層狀硅酸鹽納米復合材料的研究要比PP/無機剛性粒子納米復合材料多得多，其廣度和深度都是后者無法比擬的，理論上和實際應用上的研究成果都比較顯著，是PP納米復合材料發展的一個重點方法。
1991年，日本豐田汽車工業公司與三菱化學公司共同開發成功PP/EPR/ 滑石粉納米復合材料。該納米復合材料克服了以往PP改性材料韌性增加而斷裂伸長率下降的缺點，兼具有高流動性、高剛性和耐沖擊性，用于制造汽車的前、后保險杠，并于1991年實現商品化生產，該材料被稱為“豐田超級烯烴聚合物”。PP／EPR ／滑石粉納米復合材料與彈性體改性PP的性能比較如下表：
面對今后汽車的設計、制造向全球化發展的趨勢，豐田汽車工業公司計劃使這種PP納米復合材料成為汽車上統一使用的標準材料。該公司還計劃將目前汽車上用的7種外裝飾樹脂材料、13種內裝飾樹脂材料研究開發成納米復合材料。
