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世界塑玩具兔料新材料发展概况

据报道，2002年世界共消费约2500亿个啤酒瓶，巨大的市场容量和销售利润吸引着各国科学界和工业界都投入力量研究以塑料瓶替代传统玻璃啤酒瓶进入这一巨大的消费市场。笔者向大家介绍最有希望的三种高性能阻隔材料。

☉日本三菱化学公司，将少量直径1nm～50nm，长度数微米碳纳米管粒子分散到聚碳酸酯树脂中，制成聚碳酸酯纳米复合材料，其商品名称HypersiteW 10广泛利用于锂电池、高温合金、硬质合金、磁性材料等领域00于2000年推向市场。

Hypersite W1000代表性牌号的物性如下：密度1.3g/cm3，拉伸强度60MPa，断裂伸长率80％，弯曲强度100MPa，弯曲模量2.5GPa， 悬臂梁缺口冲击强度150J/m，热变形温度158℃(0.45MPa下)和145℃(1.81MPa下)，体积电阻率103~1011Ω·cm，表面电阻率104~1012Ω。这种纳米复合材料具有优异的表面光洁度，物理机械性能，很少发生所谓的粒子脱落，是理想的高性能抗静电材料，应用于高性能抗静电材料等领域。

☉日本荒川化学工业公司采用溶胶-凝胶法制备的环氧树脂，聚氨酯树脂与纳米二氧化硅制得了纳米粘接剂、涂料。具有优越的耐热性、耐水性、粘接性能等，于2000年以コンポソセラン商品名称推向市场。

☉Ford公司开发了两种新的技术，生产价格具有竞争性的纳米复合PP。之一是采用超临界流体技术预加热纳米粘土；另一技术是使用超声波能量，这两种技术都能在加工过程中提高纳米粘土片晶的分散、插入和层离，均可去掉或减少价昂的相容剂。

☉PA6纳米粘土复合材料对氧和CO2有较好的阻隔性，目前在包装行业的主要应用为高阻隔包装，其中大部分是做PET瓶芯材料。纳米粘土大幅度提高了PA6的阻隔性，但仍保持PA6优良的韧性、透明性、热灌装耐热性、耐油脂性等性能。含2％纳米粘土的PA6比原始PA6的氧阻隔性提高2倍，而含4％时则能提高5倍，目前，Honeywll公司正致力于开发比玻璃成本低的尼龙纳米复合材料－Aegis OX。这是一种活化一钝化阻隔材料，其中纳米粘土为钝化阻隔层，与适宜的吸氧剂作为专业坯布活化剂起协同作用。据称该材料能使 PA6的氧透过率（OTR）降低100倍，氧的渗入量几乎为零。Aegis OX作为三层结构啤酒瓶的芯层，采用Aegis OX的阻隔系统能与现有所有啤酒用阻隔系统竞争，能达到180天的货架寿命。该材料制成的三层PET啤酒瓶，已被应用于美国洛杉矶Anchor啤酒公司。

☉美国Nanocor公司以日本三菱瓦斯化学公司的无定形PAMXD6与纳米粘土的复合材料为阻隔树脂开发另一种高阻隔体系－M9，名为Imperm，用于三层PET瓶芯层，据称Imperm比 PET的氧透过率100倍，比标准MXD6对二氧化碳和氧的阻隔率分别提高50％和70％，透明性和抗剥离性与标准MXD6相同，三层结构(PET／ M9／PET) 啤酒瓶可达到美国(110天)和欧洲(180天)的啤酒保质期要求，用M9比MXD6的厚度更薄，加工厂因此可以节省成本，三菱瓦斯化学公司已向市场推出"买来即可用"的M9粒料商业印刷。

PAMXD6的熔点、玻璃化转转温度等热性质和结晶化过程与PET甚为相似，因此很适合与PET配组联用。而且 PET与 Imperm间不需粘接层，仍能保持琉璃色要求的足够透明度。

PET/PAMXD6多层片材冲压而成的豆酱容器现在已经商品化生产。可以期待PAMXD6系多层片材的耐高温高压杀菌性和可回收利用性等特性将得到充分利用。将进一步被扩大应用在米饭容器和软罐头食品等多种领域内。

使用PAMXD6与PET两种材料进行共注塑成型，其延伸吹塑流涎成型加工而成的多层瓶，已经在美国和欧洲各国用于包装碳酸饮料和果汁，在市场上甚受欢迎。在日本也利用这种多层瓶包装色拉调味汁、各种调味料和天然饮用水。用PAMXD6与PET混用制加成的包装瓶，在世界各先进国家市场上得到应用。由于这种包装瓶可以利用PET单层瓶的成型机进却产生了Pest现象行成型加工，成型条件也与PET单层瓶一样，因此可以很容易就加工制成阻气性优异的包装瓶。

☉德国Bpe公司正在用Nanocor公司的纳米粘土制备的尼龙6/n-MMT复合材料（Durethan KU2－2601PA6）制做多层包装的流延膜，用以包装医用品和作为易腐蚀物品的保护膜等，其OTR比原PA下降50％，刚性提高了一倍，光泽和透明性与价贵的高透明共聚尼龙相当，另外还改进了薄膜的抗粘连性。

☉UBE美国公司正在开发汽车燃油系统用纳米复合材料阻隔层，该材料纳米复合将所需的圆柱放到槽中材料也能降低汽油、甲醇和有机溶剂透过率。在PA6和PA6/PA66共混体物中用量5％n-MMT时，比未填充PA6的汽油透过率下降4倍。该公司已开发工艺挤出阻隔燃油输送管线，商品名为Ecobesta。

☉Nanomat公司开始了纳米滑石粉（平均粒径为100nm）和纳米碳酸钙（平均粒径为50nm）的商业化生产。它们可用于聚烯烃、ABS、乙缩醛、PVC、TPEs和热固性聚酯SMC。据说这种纳米颗粒填充的复配料的强度和硬度以及耐热和耐龟裂都比传统填料制备的复配料的性能提高，并且用量要低得多。而且与传统的添加剂相比，这种纳米粉末也是很好的成核剂。

☉马桶疏通Honeywell公司开发出尼龙6/n-MMT新品级Capron XA-3071，其韧性是普通尼龙6的2倍，弯曲模量4137MPa，落锤冲击强度1334J/M，具有良好的耐热性和耐化学药品性，易于加工。

☉日本东丽工业公司已研制出一种方法可以制得直径不足10纳米尼龙纤维。把140万根纤维捆扎一起做成一种尼龙织品, 该织物的表面积比常规尼龙织物大出1000多倍。这种新尼龙织物擅长吸收臭味，其吸湿能力是常规尼龙的2~3倍，与棉纤维一样或更好过棉纤维。

其用途包括服装材料和各种类型滤器的材料。这项新制造技术也适用于聚酯与其它材料有望在2~3年内有产品上市。

☉Sbamrock Technologies Inc推出了新型纳米级PTFE，牌号为Nano Flon。新品树脂的平均粒径范围在0.3~1.0μm之间，据称新材料的润滑性、耐磨性及抗UV光性能都得到了改善，Nano Flon的表面积比传统的PTFE大100倍。产品可以粉末、水分散体或有机分散体的形式存在，它们不仅适用于油墨和涂料，而且可用于齿轮零件、计算机基片和纤维。

☉纳米材料的阻燃性 众所周知，添加阻燃剂粒子直径越小分散越好，控制燃烧过程越有利，阻燃效果越好。不同塑料材料添加纳米阻燃材料后性能均有改善;①PS塑料材料中，添加6％微晶高岭土纳米材料，测其发热温度达到415℃，如果添加量增加到10％时，其发热温度下降到350℃；PS塑料发烟量可下降4倍；②热固性环氧树脂中，添加6％的硅类纳米材料后，燃烧时发热量将下降29％～42％；③EVA树脂中添加纳米材料，其氧指数由17上升到19.5、发烟量下降50％；④尼龙6树脂中添加6％纳米材料其燃烧时发热量下降3倍，⑤塑料材料中添加纳米材料和阻燃剂并用效果更好。

☉碳纳米管制造坚硬材料技术开发成功 美国俄克拉何马州立大学的科学家用一层碳纳米管、一层聚合物层层交叠出"夹心饼干式碳纳米管"。该材料具有超强硬度，可与工程中使用的超硬陶瓷材料媲美。这种新的超硬材料是完全有机的，而且很轻，适用于制造植入人体并长期发挥作用的医疗器件，在航天工业方面也有很好的应用前景。