納米粒子具有出色的表面界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及量子尺寸效應(yīng)，它和聚合物密度小，耐腐蝕易加工等優(yōu)良特性結(jié)合后，更呈現(xiàn)出不同于常規(guī)聚合物復(fù)合材料的性能。由于加工簡(jiǎn)便，效果明顯，產(chǎn)業(yè)界對(duì)聚合物納米復(fù)合材料的市場(chǎng)前景持樂(lè)觀態(tài)度。據(jù)預(yù)計(jì)，納米復(fù)合材料平均年增長(zhǎng)率超過(guò)30％，到2009年產(chǎn)值超過(guò)1億英鎊的納米復(fù)合材料品種將有PP、PA、PET和PVC，充分顯示了納米材料在通用大品種塑料的高性能化和工程塑料功能化方面的重要作用和納米復(fù)合材料巨大的潛在市場(chǎng)。
納米粘土聚合物是熱點(diǎn)
納米粘土的加入可以令復(fù)合材料的剛度和耐熱性明顯增加，同時(shí)沖擊韌性的下降并不明顯，已廣泛應(yīng)用于PP（聚丙烯）、PA（尼龍）等聚合物材料中。自1990年日本豐田公司推出第一個(gè)PA6／n－MMT（納米蒙脫土）產(chǎn)品UBEPA1015以來(lái)，納米改性塑料的研究迅速形成了熱潮。CA近三年來(lái)收錄的相關(guān)文獻(xiàn)平均每年超過(guò)了二百篇，成了當(dāng)今材料研究的熱點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)納米粘土增韌的PP已用于汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠，使原保險(xiǎn)杠厚度由4mm減至3mm，質(zhì)量減輕約1／3。應(yīng)用納米尼龍復(fù)合物作為包裝塑料中的阻隔材料在國(guó)外已成熱點(diǎn)。應(yīng)用n－MMT為鈍化阻隔層、吸氧劑為活化劑，可使PA6的O2透過(guò)率下降100倍，作為三層結(jié)構(gòu)啤酒瓶的芯層可使啤酒貨架壽命由不足120天延長(zhǎng)到180天；將n－MMT用于三層PET瓶的芯層，厚度僅為PET瓶的10％，但透氧性可下降100倍，且中間不需要粘結(jié)層、加工方便，同時(shí)阻隔瓶仍可保持玻璃的透明度。UBE公司也利用尼龍納米粘土復(fù)合材料開(kāi)發(fā)燃油系統(tǒng)用阻隔材料，5％n－MMT／PA6或PA66共混物可使材料的汽油滲透率下降4倍，已用該技術(shù)開(kāi)發(fā)成功阻隔燃油管道。
除此之外，用n－MMT等無(wú)機(jī)納米材料添加到聚合物中，還能為聚合物增加一些特殊的功能，如抗菌性、阻隔性、耐候性、阻燃性等。如用2％、5％的n－MMT添加到PA6后，復(fù)合材料的熱釋放速率值分別下降了32％和63％，且燃燒時(shí)不產(chǎn)生煙霧，國(guó)外稱(chēng)這種納米復(fù)合方法是阻燃技術(shù)的革命。
新型納米增強(qiáng)劑潛力大
美國(guó)加州Hybrid Plastics公司不久前宣稱(chēng)，開(kāi)發(fā)出了一種全新思路的納米增強(qiáng)劑‘POSS‘。這是一種采用多面體低聚半氧硅烷（或稱(chēng)POSS）技術(shù)合成的一種具有納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)改性的SiO2微粒。其特點(diǎn)是它能溶于溶劑和樹(shù)脂中，因而能確保實(shí)現(xiàn)分子分散，同時(shí)保持低粘度，從而加大了填充量，并且不影響加工流動(dòng)性。但當(dāng)溫度降至POSS的熔點(diǎn)以下時(shí)，它便立即固化并形成納米結(jié)構(gòu)起到增強(qiáng)作用。POSS的另一個(gè)特點(diǎn)是它的單體或齊聚物都與樹(shù)脂發(fā)生接枝共聚，使接枝物玻璃化溫度提高到樹(shù)脂本身的分解溫度以上，而接枝產(chǎn)物的分解溫度又比樹(shù)脂提高了40℃～100℃，這使它高溫下仍保持了良好的加工流動(dòng)性。該公司宣稱(chēng)POSS是近50年來(lái)開(kāi)發(fā)出的第一種全新思路的化學(xué)產(chǎn)品，它具有納米粘土的優(yōu)點(diǎn)，卻沒(méi)有納米粘土的缺點(diǎn)，它的出現(xiàn)使正在開(kāi)始發(fā)揮巨大潛能的納米粘土產(chǎn)品黯然失色。
碳納米管用途廣泛
碳納米管是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀纖維，內(nèi)部是空的，直徑只有幾到十幾納米，這種獨(dú)有的結(jié)構(gòu)形式和奇特的物理化學(xué)特性以及潛在的應(yīng)用前景，引起了各國(guó)科學(xué)家的極大興趣，被公認(rèn)為是一種性能優(yōu)異的新型功能材料和結(jié)構(gòu)材料，已成為當(dāng)前物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域的國(guó)際研究熱點(diǎn)之一。
碳納米管具有極低的密度（為鋼密度的1／6）、極高的機(jī)械強(qiáng)度（為鋼的100倍）、極高的導(dǎo)電率（為銅的一萬(wàn)倍）、極高的活性和較高的儲(chǔ)氫能力、吸附能力（包括對(duì)微波的吸附）。碳納米管的奇異特性，使其具有巨大的潛在應(yīng)用市場(chǎng)。它輕而柔，是制造防彈背心、遠(yuǎn)距離輸電電纜的理想材料；它是目前已知的太空至地球惟一自由懸掛而不被自身質(zhì)量拉斷的繩索，將可能成為人類(lèi)進(jìn)入地球外層空間的通道材料；碳納米的頂端尖銳，極易發(fā)射電子，用于制作電子槍?zhuān)苿?dòng)了壁掛式電視的發(fā)展。目前我國(guó)清華南風(fēng)納米粉體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化工程中心開(kāi)發(fā)的15kg／hr碳納米管批量生產(chǎn)技術(shù)已創(chuàng)下國(guó)際新高，按每年8000小時(shí)計(jì)，產(chǎn)能將達(dá)120噸／年，表明我國(guó)碳納米管產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已走在世界前列。
聚合物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的迅速掘起為提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入了新的活力。層狀硅酸鹽納米材料和其他無(wú)機(jī)納米與聚合物材料復(fù)合時(shí)共同存在的表面界面問(wèn)題涉及的技術(shù)發(fā)展很快。這也是國(guó)內(nèi)聚合物納米材料尚未完全解決好的技術(shù)關(guān)鍵，應(yīng)該引起大家的關(guān)注。
納米粘土聚合物是熱點(diǎn)
納米粘土的加入可以令復(fù)合材料的剛度和耐熱性明顯增加，同時(shí)沖擊韌性的下降并不明顯，已廣泛應(yīng)用于PP（聚丙烯）、PA（尼龍）等聚合物材料中。自1990年日本豐田公司推出第一個(gè)PA6／n－MMT（納米蒙脫土）產(chǎn)品UBEPA1015以來(lái)，納米改性塑料的研究迅速形成了熱潮。CA近三年來(lái)收錄的相關(guān)文獻(xiàn)平均每年超過(guò)了二百篇，成了當(dāng)今材料研究的熱點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)納米粘土增韌的PP已用于汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠，使原保險(xiǎn)杠厚度由4mm減至3mm，質(zhì)量減輕約1／3。應(yīng)用納米尼龍復(fù)合物作為包裝塑料中的阻隔材料在國(guó)外已成熱點(diǎn)。應(yīng)用n－MMT為鈍化阻隔層、吸氧劑為活化劑，可使PA6的O2透過(guò)率下降100倍，作為三層結(jié)構(gòu)啤酒瓶的芯層可使啤酒貨架壽命由不足120天延長(zhǎng)到180天；將n－MMT用于三層PET瓶的芯層，厚度僅為PET瓶的10％，但透氧性可下降100倍，且中間不需要粘結(jié)層、加工方便，同時(shí)阻隔瓶仍可保持玻璃的透明度。UBE公司也利用尼龍納米粘土復(fù)合材料開(kāi)發(fā)燃油系統(tǒng)用阻隔材料，5％n－MMT／PA6或PA66共混物可使材料的汽油滲透率下降4倍，已用該技術(shù)開(kāi)發(fā)成功阻隔燃油管道。
除此之外，用n－MMT等無(wú)機(jī)納米材料添加到聚合物中，還能為聚合物增加一些特殊的功能，如抗菌性、阻隔性、耐候性、阻燃性等。如用2％、5％的n－MMT添加到PA6后，復(fù)合材料的熱釋放速率值分別下降了32％和63％，且燃燒時(shí)不產(chǎn)生煙霧，國(guó)外稱(chēng)這種納米復(fù)合方法是阻燃技術(shù)的革命。
新型納米增強(qiáng)劑潛力大
美國(guó)加州Hybrid Plastics公司不久前宣稱(chēng)，開(kāi)發(fā)出了一種全新思路的納米增強(qiáng)劑‘POSS‘。這是一種采用多面體低聚半氧硅烷（或稱(chēng)POSS）技術(shù)合成的一種具有納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)改性的SiO2微粒。其特點(diǎn)是它能溶于溶劑和樹(shù)脂中，因而能確保實(shí)現(xiàn)分子分散，同時(shí)保持低粘度，從而加大了填充量，并且不影響加工流動(dòng)性。但當(dāng)溫度降至POSS的熔點(diǎn)以下時(shí)，它便立即固化并形成納米結(jié)構(gòu)起到增強(qiáng)作用。POSS的另一個(gè)特點(diǎn)是它的單體或齊聚物都與樹(shù)脂發(fā)生接枝共聚，使接枝物玻璃化溫度提高到樹(shù)脂本身的分解溫度以上，而接枝產(chǎn)物的分解溫度又比樹(shù)脂提高了40℃～100℃，這使它高溫下仍保持了良好的加工流動(dòng)性。該公司宣稱(chēng)POSS是近50年來(lái)開(kāi)發(fā)出的第一種全新思路的化學(xué)產(chǎn)品，它具有納米粘土的優(yōu)點(diǎn)，卻沒(méi)有納米粘土的缺點(diǎn)，它的出現(xiàn)使正在開(kāi)始發(fā)揮巨大潛能的納米粘土產(chǎn)品黯然失色。
碳納米管用途廣泛
碳納米管是石墨中一層或若干層碳原子卷曲而成的籠狀纖維，內(nèi)部是空的，直徑只有幾到十幾納米，這種獨(dú)有的結(jié)構(gòu)形式和奇特的物理化學(xué)特性以及潛在的應(yīng)用前景，引起了各國(guó)科學(xué)家的極大興趣，被公認(rèn)為是一種性能優(yōu)異的新型功能材料和結(jié)構(gòu)材料，已成為當(dāng)前物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域的國(guó)際研究熱點(diǎn)之一。
碳納米管具有極低的密度（為鋼密度的1／6）、極高的機(jī)械強(qiáng)度（為鋼的100倍）、極高的導(dǎo)電率（為銅的一萬(wàn)倍）、極高的活性和較高的儲(chǔ)氫能力、吸附能力（包括對(duì)微波的吸附）。碳納米管的奇異特性，使其具有巨大的潛在應(yīng)用市場(chǎng)。它輕而柔，是制造防彈背心、遠(yuǎn)距離輸電電纜的理想材料；它是目前已知的太空至地球惟一自由懸掛而不被自身質(zhì)量拉斷的繩索，將可能成為人類(lèi)進(jìn)入地球外層空間的通道材料；碳納米的頂端尖銳，極易發(fā)射電子，用于制作電子槍?zhuān)苿?dòng)了壁掛式電視的發(fā)展。目前我國(guó)清華南風(fēng)納米粉體技術(shù)產(chǎn)業(yè)化工程中心開(kāi)發(fā)的15kg／hr碳納米管批量生產(chǎn)技術(shù)已創(chuàng)下國(guó)際新高，按每年8000小時(shí)計(jì)，產(chǎn)能將達(dá)120噸／年，表明我國(guó)碳納米管產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已走在世界前列。
聚合物無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的迅速掘起為提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入了新的活力。層狀硅酸鹽納米材料和其他無(wú)機(jī)納米與聚合物材料復(fù)合時(shí)共同存在的表面界面問(wèn)題涉及的技術(shù)發(fā)展很快。這也是國(guó)內(nèi)聚合物納米材料尚未完全解決好的技術(shù)關(guān)鍵，應(yīng)該引起大家的關(guān)注。
