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            扬州市双宝电力设备有限公司

            现代塑料加工应用纳米功能塑料及其在家电中的应用

            发布时间:2016-06-22 16:02:32

              家用电器纳米材料自诞生以来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透十分引人注目。诺贝尔奖获得者罗雷尔曾说过:70年代重视微米技术的国家如今都已成为发达国家,现在重视纳米技术的国家必将成为21世纪先进的国家。纳米材料在建材、环保、半导体、化纤、化妆品、机械加工等许多领域取得了令人满意的应用成果。如今,纳米材料在塑料工业中的应用也出现了喜人的前景,而塑料是家用电器的重要材料之一。家用电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、导电塑料、磁性塑料、增韧增强塑料以及为了适应环保要求的生物降解塑料。

              1纳米功能塑料的种类及特性为了满足某些特殊行业以及某些特殊零部件的需要,伴随着纳米技术的产生,已出现了许多由纳米材料改性的特殊功能塑料。

              1.1抗菌塑料抗菌塑料是通过在塑料中添加抗菌剂的方法实现的。利用纳米技术在塑料中添加少量的纳米无机抗菌剂即可制得高效的抗菌塑料。无机抗菌剂是接触式杀菌,经纳米技术改性的无机抗菌剂由于颗粒粒径的减小,单位重量的无机抗菌剂颗粒数增多,比表面积加大,因而增加了与细菌的接触面积,提高了抗菌效果。同时,由于抗菌剂的粒径超细,依靠库仑引力可穿透细菌的细胞壁(大肠杆菌大约为600mn)进入细胞体内,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失分裂繁殖能力而死亡。因此,功能性纳米无机抗菌塑料具有极其优异的性能:安全性高,无毒副作用;抗菌时效长,缓释效果良好;抗菌效率极高,对大肠杆菌等的抗菌率达到99%以上;抗菌谱宽,克服了一般抗菌材料的单一性;稳定性好,具有普通银系抗菌剂所不能比拟的光稳定性和热稳定性。

              增韧增强塑料在塑料中填充纳米级粒径的无机填料,常用的有蒙脱土、Si2、Ti2等,由于无机纳米粒子同聚丙烯等塑料的相容性较差,很难匹配,目前技术较为成熟的是在塑料中填充经表面处理后的纳米级超细CaC03.纳米级CaC03对PP等塑料的结晶有明显的异相成核作用,适当加入可以使聚丙烯等塑料的拉伸屈服强度和弯曲模量上升,由此可见,纳米级材料填充可达到增韧目的,可大大提高塑料的综合力学性能。

              1.3阻燃塑料以纳米级Sb23为载体,经表面改性可制成高效的阻燃剂,其氧指数是普通阻燃剂的数倍。因为纳米材料的粒径超细,经表面处理后其活性极大,燃烧时其热分解速度大大加快,吸热能力增强,降低材料表面温度,且超细的纳米材料颗粒能覆盖在ABS凝聚相的表面,能很好地促进碳化层的形成,在燃烧源和基材间形成不燃性屏障,从而起到隔离阻燃的作用。另外,纳米级Sb23与ABS等塑料有很好的匹配性,具有热稳定性好、无毒、持久阻燃等优点。

              用化学专业,一直从事纳米材料的研究制备及应用工作,已发表数篇现代塑料加工应用1.4导电塑料常用导电塑料多采用添加铜粉、银粉或炭黑的方法制得。由于普通炭黑等材料在塑料中分散性差,与塑料的相容性不好,因而在应用上受到了一定的限制。以纳米级二氧化钛为载体,在Tiz上包覆一层致密的Sn2和Sb23膜,可制成性能优异的纳米级导电粉。该导电粉由于粒径超细,根据原子扩散行为等理论,其纳米粒子的晶格振动速度加快,因而与塑料有很好的相容性,并且白度好,为导电粉在塑料上的应用拓宽了领域。

              1.5磁性塑料磁性塑料俗称塑料磁铁。由于表面效应,纳米磁性材料会发生显著的晶格收缩效应,使晶格常数变小,引起纳米粒子表面原子输送和构型的变化,表面电子自旋构象和电子能谱也发生变化,其磁畴小,呈单磁畴结构。由于体积效应,使其磁性能发生了突变。纳米晶的磁性相互作用不仅限于单个晶粒,而且可以扩展越过界面,使数百个晶粒磁化排列,随着粒径的减小,其矫顽力可显著增强,磁性能得到了明显的改善。将纳米级铁氧体类和稀土类等超磁性物质与塑料混炼即可制成磁性能很好的塑料。

              2纳米功能塑料在家电中的应用家用电器的材料更新已完成塑料替代金属的过程,现在已开始了由纳米功能塑料替代普通塑料的过程。功能塑料材料的应用推动了家用电器工业的发展。另一方面,家用电器工业的发展也对塑料材料及其加工技术提出了许多新课题,纳米功能塑料也就是在这种情况下应运而生的。

              高效的纳米抗菌塑料主要用于电冰箱的门把手、门衬、抽屉等,以及洗衣机的抗菌不锈钢筒、抗菌洗涤水泵、抗菌波轮等部件,此外,还广泛应用于空调器、电话、热水器、矿化水壶、微波炉、电饭锅等。

              增韧增强塑料主要用于电冰箱门密封条、洗衣机内筒以及各种家用电器的外壳和底座等。阻燃塑料在家用电器上的应用极为广泛,如电熨斗、微波炉、电饭煲、电视机、各种照明器具以及所有电器的插头和插座等。

              导电塑料主要用于家用电器的壳体,以屏蔽或反射家电产生的对人体有害的电磁波,以及用于空调器的除尘。

              磁性塑料的发展较快,目前已占磁铁总用量的15%,大量用于微型精密电机的转子和定子的零部件,电冰箱门封磁条、电视机、收录机、录像机、电话机、扬声器等家用电器的零部件。

              3结语各种纳米功能塑料在家用电器上有着广泛的应用前景。因此应加大各种功能塑料的开发力度,在新材料方面能有目的、有要求地紧跟国际发展趋势,努力提高未来产品在功能塑料应用方面的竞争优势,为纳米功能塑料在家电制品中的应用做出贡献。

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