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蒙脱石是从膨润土中提纯的硅酸盐粘土,是一种天然的纳米材料,有极强的吸附力。在一定的条件下,自动分解成纳米颗粒,在高分子材料原位聚合中直接分散并复合到聚合物基体中。极大的改善材料的性能,同时由于纳米粒子的量子效应给材料带来一系列力学、热力学、化学、光学、电磁学等方面的新特征,被认为是21世纪材料中的“超新星”。有机蒙脱石塑料复合剂是油相复合剂,蒙脱石在无机状态下“亲水疏油”,在有机的条件下“亲水疏油”,蒙脱石有极强的吸附力,在干燥的环境下,纳米颗粒紧紧的团聚在一起,在一定的条件下在液体中分散为纳米颗粒,只有在液态下才可以阻止蒙脱石纳米颗粒“团聚”。纳米蒙脱石技术中“团聚”是一个关键性技术难题,解决了“团聚”问题,蒙脱石纳米效应就能发挥出来,因此采取油相解决“团聚”问题是纳米蒙脱石技术的第一步。
在不改变现有高分子材料原位聚合生产工艺情况下,加入千分之五到百分之一的蒙脱石塑料复合剂,高分子材料的韧性,阻隔性,耐磨性,热变形,抗老化等同时有大幅度提高,以尼龙6为例:在原位聚合中加入千分之五的蒙脱石塑料复合剂,“简支梁冲击强度”(缺口冲击)最高可达到“无破坏”氧气透过量为十万分之一,热变形温度为160摄氏度,磨耗为1.7×10的-4次方,聚酯的氧气透过量为零。
现在市场上广泛使用的食品包装铝塑包装的氧气透过量为5×10的-5次方。纳米蒙脱石尼龙6和纳米蒙脱石复合聚酯完全可以取代现有的铝塑包装材料,不但保质期可以成倍增长,而且耐冲击,抗老化,成本低廉。
蒙脱石塑料复合剂开发成功,为高分子材料性能大幅度改善打开了大门,纳米塑料将大量被应用在各个领域,大量取代金属,从目前的研究中只有在耐热上无发取代金属,其他性能完全可以代替金属,甚至超过金属。
有关专家评估蒙脱石纳米技术,最保守的估计是,对国家经济总值的贡献在0.3%以上。
中国每年塑料使用量在3千万吨左右,每吨塑料加入百分之一蒙脱石复合剂计算,30万吨蒙脱石复合剂就完全满足国内市场需要。
投资:年/吨×5000人民币,土地、厂房(河北保定)设备、流动资金。
三废及环境保护:无污染
回报率:30%以上 |
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| 蒙脱石的载体性也很突出,可以和碳纤维、碳纳米管、纳米钛复合,参加高分子材料复合聚合。如果单独使用碳纤维、碳纳米管、纳米钛与高分子材料原料聚合,是不能复合的。只有与蒙脱石复合后才能与高分子材料聚合,蒙脱石与碳纤维复合后再与PA6聚合,PA6的拉伸强度可以提高8倍以上,蒙脱石与碳纳米管复合后与PA6聚合,PA6的导电性可以提10个数量级以上。 |
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一、原材料:PP2401粉
二、膏状纳米蒙托土
三、实验目的:
评价通过油转相后的纳米蒙脱土对聚丙烯的改性效果。
四、配方设计:
蒙脱土推荐用量0.1-2%,以前实验证明0.3%MMT对尼龙6有较好得改
性效果。为此,本次实验确定膏状MMT比例分别为0%、1%、3%、5%
实际MMT含量为0%、0.2%、0.6%、1%。
五、工艺路线:

六、试验结果(如下表1所示):
表1 不同MMT含量性能比较
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单位 |
测试方法 |
0# |
1# |
2# |
3# |
MMT含量 |
wt% |
|
0 |
0.2 |
0.6 |
1.0 |
MRF |
g/10min |
GB/T3682 |
3.04 |
2.28 |
1.74 |
1.95 |
弯曲模量 |
Mpa |
GB/T9341 |
1220 |
1150 |
910 |
999 |
屈服强度 |
Mpa |
GB/T1040 |
27.6 |
28.6 |
23.6 |
27.4 |
断裂伸长率 |
% |
GB/T1040 |
666 |
275 |
596 |
649 |
悬臂梁缺口冲击 |
KJ/m2 |
GB/T1843 |
9.6(8.7) |
9.5 |
P45.1 |
12.5 |
试验结果表明:
(1)与基料相比,MMT加入后,MFR、弯曲模量、伸长率降低,冲击强度提
高,拉伸屈服强度持平;
(2)随着MMT含量的增加,MFR、弯曲模量先降后升,在0.6%出现最低值;
(3)随着MMT含量的增加,断裂伸长率呈上升趋势;
(4)冲击强度随MMT含量增加先升后降,在0.6%处出现最大值。
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