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新型包装材料中纳米技术应用研究1是嘛

发布时间:2021-07-18 06:50:13 阅读: 来源:甲醛生产家厂家

新型包装材料中纳米技术应用研究(1)

纳米材料奇异2016年性能的应用

在亚微米级体系团簇之间存在一所以其存在1套单独的电液伺服控制系统个十分引入注目的新的微小系,即纳米体系,这个体系的范围通常定为纳米左右。纳米微粒就是这个体系的典型代表,它属于超微粒子范围(纳米),具有不同于常规固体的新的特征。材料的物理化学性能取决于其组成和结构,而纳米技术正是在原子和分子的层面—亡改变材料的组成和结构,从而优化材料的性能。材料是一切工艺和应用技术的基础,通过实施纳米技术可产生许多性能奇特的新材料。

正因为纳米材料具有卓越的光、电、热、磁、放射、吸收等特殊功能,使它在机械、电子、化工、包装、国防等领域有着极其广阔的应用前景,纳米功能材料有很大的潜在市场需求。纳米材料特殊的光、电特性、巨磁阻现象非线性电阻现象等,为包装材料新产品的开发取得了新的突破。

纳米技术在包装材料应用的启示

在分子以上到微米以下或是在1—100微米量级尺度范围山研究应用所产生了纳米包装这——新学科,它和其他的纳米学科,—样,并不拘泥于尺度和尺度—亡的分界,而是着眼丁小尺寸所引起的物质的变异行为和新的物性。

自1991年Gleiter等人率先制得纳米材料以来,经过10多年的发展,纳米材料有了长足的进步。如今纳米材料在包装领域的应用,例如纳米高阻隔密封包装材料纳米防静电包装材料既有比原材料好的高性能,又可以在常规下进行动加工,还具有高的表面光泽度,为我们提供了良好的应用前景。纳米材料由于纳米级晶粒,高浓度晶界和晶界的原子状况三方共同造就了其性能优于一般材料的优点。近年来,根据国际纳米材料研究的发展趋势,建立和发展了制备纳米结构(如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、MCM—4[等)组装体系的多种方法,特别是自组装与分子自组装、膜板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等。已成功的制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系。这些方法为进一步研究纳米结构和准一维纳米构材料的物性,推进它们在细米结构器件的应用奠定了良好的基础。

纳米包装应用研究的最新技术

(一)聚合物基纳米复合包装材料令院校

就包装领域而言,近几年来,国外研究最多的纳米复合材料是聚合物基纳米复合材料(PNMC,即PolymericNano—Metered Composites的简写),常用的聚合物有PA、PP、PVC、PET、LCP等。高分子纳米复合材料包括分子复合稠料体系和无机超微粒子复合体系二大类,前者是把刚性高分子如LCP以分子水平(10纳米数量级)分散在柔性高分子集体中,后者是把无机超微粒子以单层片状或层状形态分散在柔性高分子基体中,最终制成纳米复合包装材料。

纳米复合塑料包装的可塑性、耐磨性、硬度、强度都有明显的提高和增强。1993年日本首先研制成功的纳米复合包装材料"PA6纳米复合包装材料”就是采用插入法首先制得纳米级蒙脱石粉,然后以层状方式与已内酰胺单体混合,之后再把它们聚合成聚酰胺纳米复合材料基体,最后根据需要制成包装薄膜或其他形状的容器。这样制得的纳米复合PA6包装材料的性能拉伸强度和拉伸模量分别提高110Mpa和2lCpa,热变形温度250%,热膨胀系数是原来的60%,吸水率大幅度降低。根据国外研究报道,把4.7%(重量成分)的胶岭土材料复合到尼龙一6型聚合物中后,形成纳米复合材料的抗拉强度从68.6Mpa,提高到97.2Mpa,抗弯强度从89.4Mpa提高到143.0Mpa,热变形温度从65%提高到152~C,而热变形温度的提高则意味着这种材料的应用范围大大扩展。纳米复合包装材料主要用于太空包装、食品包装,制造高级机械零部件。有的还可用于特种包装如防静电、放电磁、防殉暴、隐形及危险品包装等。

Messe~一Smith等人研究表明,硅酸盐—环氧树脂纳米复合材料的机械性能获得了同样的改善,其储能模量在玻璃区提高了60%,在橡胶区提高了450%,这在传统的微米或更大的颗粒填料环氧树脂中是远远达不到的。在无机物含量远远低于传统玻璃纤维或矿物补强聚合物中填料含量时,就能获得优良的刚度,强度和热稳定性,以及聚合物实验机全国每一个城市都有的可加工性和介电性能,使此类新材料在新型高效催化剂、生物材料和环保材料等高新技术领域的应用前景日趋广泛,日本已将这独新材料应用于食品包装等。

国外现今用于包装的新型高分子纳米复合包装材料已有多种,诸如纳米蒙脱石粉/PA类、纳米碳黑/PE类、纳米Si02/PiP类、纳米LCP/PI类、纳米型粘合剂等。用10nal左右的纳米Si02、Ti02等粒子复合的高档薄膜,不仅透气性好,其它各种物理、化学性能都有大幅度提高,正是包装界所需要的新品种。此外,纳米材料可用吸收红外线、紫外线、雷达波等,在军品防护包装-1:有很好的应用前景。

另据报道,瑞典国家包装研究所正在研究聚酰胺脂——胶岭土纳米复合材料薄膜,准备用于需要长货架寿命的食品包装。他们所用的聚合物基构是一种生物降解的半晶体热塑性聚合物。应用纳米技术,可以通过把纳米级微粒(可选择金属的,无机的或有机的)融合到聚合物晶格结构中的方法来达到这一目的。

在聚合物基纳米复合包装材料中,聚合物/层状无机纳米复合材料,由于插层技术的突破而获得了迅速发展,部分研究成果已经开始进入产业化或因有极大产业化应用前景而备受关注。聚合物基的纳米复合材料包括两大体系:一是分子复合材料体系;二是无机超微粒子复合体系。纳米LCP/PI复合包装材料属于前类,而纳米碳黑/PE防静电复合包装材料属于后…—类。把经过插层化的有机化纳米石墨填加到聚合物中去,2%—5%的添加量就可以使塑料的电阻率从1016f~.em—厂降到Oil.cm—10n.gill,控制有机纳米石墨的添加量,可以在一定范围内调整聚合物的电性能,可作为优良的纳米塑料包装材料。

通过插层复合技术能够实现有机高分子和无机物在纳米尺度—亡的复合,得到的材料既体现了无机材料的刚性、尺寸稳定性、耐热性,又显示了聚合物的韧性、可加工性、耐化学药品性和良好的电性能,使其在IC集成电路电子产品包装领域及防静电问题上的解决变得轻而易举。

由于所加入的无机物只有3%-5%同时,纳米范围内的相结构尺寸小、于可见光的波长,因此添加2%(体积)蒙脱土/PA6大3倍。硅酸盐片晶有很强的对气体、水蒸气的阻隔作用,加之有促进PET结晶的作用,有很高的远红处反射系数,是啤酒瓶和软饮料瓶的理想包装材料。

还可通过制备一种特殊的无机纳米氧化物,并借助于低熔点的低分子聚合物充分全面地分散于高分子聚合物中,使聚合物具有高阻隔、高保鲜、抗菌、防霉的综合环保功能。项目制备』:艺的最终产品是—种通用型的保鲜专用母粒,可添加于各种PP、PE、PET、PA吹膜的工艺,直接供给吹塑型厂家,用于高级食品包装制品。

纳米型高分子聚合物导电包装构材料,.(用于防静电包装、放电磁包装等)不仅导电能力极大提高,外观颜色亦有多种变化,而且其他物理化学性能劝;大为增加。一种超级聚合物,rso将会推高国内木浆价格P系由ERP/PP/PE滑石粉纳米复合而成,硬度高、耐热性好、抗冲击性高,可用于作导弹包装材料。例如在高分子聚合物中加入10%的纳米TLCP(热致液晶聚合物)就会使材料的拉伸强度提高到470Mp9,从而大大拓展用途

(待续)

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