纳米二氧化钛在塑料中的应用

时间：2021-03-03

纳米二氧化钛在塑料中的应用

纳米无机粒子由于其自身*特的表面效应、体积效应、**效应,明显地有别于一般的粒料及块状材料。将纳米无机粒子应用于塑料的填充改性中,已产生许多性能优异的纳米无机粒子/塑料复合材料。纳米二氧化钛是（VKT25, VK-TA18）近年来备受关注的一种新型化工材料，已在催化、功能陶瓷等许多领域得到广泛应用并显示出良好的应用前景。

纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）在塑料中的应用进展

1.在通用塑料中的应用
许多无机填料填充塑料，对制品的成本、力学性能等有很大的改善而被大量使用,纳米粒子的**微尺寸和表面活性效应能够对聚合物材料内部的缺陷进行好的修饰，并可减少内部残留的活性基团，从而能够大幅度提高聚合物材料的强度、韧性、耐老化性及耐热等性能。

2. 在PP中的应用研究结果表明：未加纳米粒子的PP经紫外线照射200h后拉伸强度损失50%以上,冲击强度损失1/3 以上，当照射700h后,拉伸强度损失88.38%,冲击强度损失近50%,已经没有使用价值。 加入纳米粒子后,耐老化性能大大提高,而且不同种类的纳米粒子有不同改善效果,纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）的效果优于纳米Si02。研究的纳米TiO2填充PP复合的力学性能和耐老化性能结果表明：添加1 %~2 %的纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）可以明显改善PP的抗冲击性能,纳米质量分数在1%~4%对复合材料的拉伸强度几乎没有影响,而添加少量的纳米Ti02可以大大提高PP的耐紫外光老化性能，说明纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）对紫外光有较强的吸收能力,能改进材料的耐候性，提高户外制品的使用寿命。

3.在PS及HIPS改性中的应用
用粒径为10nm(VK-TG01)的TiO2填充(PS/二)共聚物，发现可明显提高基础树脂的耐热性能,且介电常数随TiO2含量的增加而提高，同时介质损耗因数也有所增大,但介电常数基本上不随频率的变化而变化，这种材料基本上达到了微波通讯材料的要求。用纳米级TiO2 （VKT25, VK-TA18）填充高抗冲聚( HIPS)回收料发现, 在TiO2含量仅为1 %时，可同时提高材料的缺口冲击强度、拉伸强度和耐热温度，使HIPS回收料重新利用，具有很好的经济效益。对纳米TiO2 表面进行预处理,采用大分子分散剂通过母料法制备了高性能的HIPS/TiO2纳米复合材料。实验结果表明,在TiO2（VKT25, VK-TA18）含量为2%时，材料的缺口冲击强度、拉伸强度、弹性模量达大值，且材料的硬度、耐热温度、阻燃性能随TiO2含量的增加而提高。

4.在抗菌塑料和保鲜薄膜中的应用
有资料表明,纳米TiO2由于具有优良的光催化性能而具有很好杀菌效果。据报道,杭州万景新材料有限公司研制的纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）添加到PP中,经抗菌实验测试，其抗菌率优良; ，采用锐钛矿型纳米TiO2 ，经表面包覆处理,添加于PE等树脂中,制成的抗菌塑料,具备长效广谱的抗菌效果，安全稳定,实施方便,在净化环境方面具有广阔的应用前景。纳米级TiO2（VKT25, VK-TA18）的优异性能,使其在食品包装用塑料薄膜中有着广阔的应用前景。通过在PVC树脂中增加含有TiO2母粒等功能材料研制出高强度的阻氧纳米苹果保鲜膜，经测试结果表明,添加纳米二氧化钛能明显地提高膜的拉伸强度,降低氧和水蒸汽的透过量,而几乎不影响CO2的透过量，用于苹果的保鲜具有良好的效果，对国内的保鲜膜技术革命有很好的启迪作用。

5.在热固性塑料中的应用

增强增韧作用的应用
用未经表面处理和经表面处理的纳米Ti02（VKT25, VK-TA18）对不饱和聚酯(UP)树脂进行了填充改性，研究了纳米TiO2用量对的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率的影响。结果表明:经表面处理的纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）用量为4 %时，材料的增韧增强而且其玻璃化温度比纯大，经处理的填充复合材料的玻璃化温度更高。以纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）为填料制备了/TiO2纳米复合材料，对纳米TiO2 对复合材料性能的影响进行了研究。结果表明,纳米TiO2经偶联剂表面处理后,可对实现增强增韧,当填充量为3 %时，材料的拉伸弹性模量提高了37 % ,拉伸强度提高了44%，冲击强度提高了898%，其他性能也有明显改善。

催化性能的应用
大多数双马来酰亚胺单体的熔点偏高,固化温度偏高,且因固化树脂交联密度大而使材料呈脆性，原来是采用与橡胶、热塑性树脂共混或进行M ichael加成共聚等方法加以改性，但这些方法的共同缺点是树脂的耐热性下降。在研究发现纳米TiO2对BMI单体聚合具有催化作用的基础上,纳米TiO2 的引入可使固化温度下降45~105℃，固化物的耐热温度指数提高19~27℃。

6.其他
纳米TiO2（VKT25, VK-TA18）还可应用于导电塑料;利用其对**物的光催化降解的性能,可以设计光降解塑料,以减少“白色污染”等。

7.结语
随着人们对纳米无机粒子/塑料复合材料的深入研究,纳米无机粒子在塑料改性中必将得到进一步的广泛应用。

词条
词条说明
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