聚丙烯(PP)納米複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納米複合材料,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納米複合材料的研究極為活躍,製備方法各具特色,所添加填料品種很多。根據所添加的填料種類可將PP納米複合材料大致分為兩大類:一類是 PP/層狀矽酸鹽納米複合材料,其中的填料包括蒙脫土、水渾石、海泡石、 雲母、滑石、綠土、高嶺土等。製備這類納米複合材料是采用插層法、複合法,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,然後加熱到PProngdianyishang,zaijichujihuohunlianjizhongtongguojianqielishiliangzhehunhejunyun,chacengjielierdedaonamifuhecailiao。youyuzhezhongfangfajuyoucaozuojiandan,keyongchuantongdefangfajiagong、易於工業化、沒有溶劑等添加物、不存在環境汙染等優點。故目前研究較多,有較大的發展前途;另一類是PP/ 無機剛性粒子納米複合材料,其中的填料包括CaCO3、SiO2、Al2O3、SiC、Si3N4等。目前,製備PP/無機剛性粒子納米複合材料基本上是采用熔融共混的方法, 在雙螺杆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納米複合材料。
從研究的情況來看,PP/層狀矽酸鹽納米複合材料的研究要比PP/無機剛性粒子納米複合材料多得多,其廣度和深度都是後者無法比擬的,理論上和實際應用上的研究成果都比較顯著,是PP納米複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/ 滑石粉納米複合材料。該納米複合材料克服了以往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、高剛性和耐衝擊性,用於製造汽車的前、後保險杠,並於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 /滑石粉納米複合材料與彈性體改性PP的性能比較如下表:
麵對今後汽車的設計、製造向全球化發展的趨勢,豐田汽車工業公司計劃使這種PP納米複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複合材料。 |