浅谈高分子／粘土纳米复合材料市场应用及发展
1、 前言
在高分子材料中加入矿物填料、金属和纤维得到复合材料以改善其力学、热学和其他性能已有几十年的历史。与纯树脂相比，这些复合材料的强度、刚度和耐热性显著提高，因此可以作为结构材料而广泛使用，其用量甚至超过了未改性的树脂，而填料的体积用量几乎与树脂相等[1]。
近十几年来，随着合成与表征技术的进步以及微电子行业迅速发展的要求，以原子为单元构建的纳米材料引起人们的极大兴趣。纳米粒子具有相应的微米粒子所不具备的独特性质。纳米技术正作为一门新兴的交叉学科而兴起[2]。
高分子纳米复合材料综合了两个概念，即复合材料和纳米材料。以纳米尺度粒子填充的高分子的性能与用传统微米粒子填充的有很大不同。高分子纳米复合材料的一些性能，例如拉伸强度和模量，也可用更高填充量的微米粒子填充来得到；而有些特性，如阻隔性能和透明性，是传统复合材料所不具备的[3～5]。
高分子纳米复合材料的研究和应用始于20世纪80年代，日本丰田中央研究院在此方面作出了开拓性的贡献[6～8]。随后在世界范围内兴起了研究的热潮，但应用相对滞后，最早用于丰田车内部件的尼龙6纳米复合材料由于价格的原因很快被放弃了。但近几年来，高分子纳米复合材料的应用开始获得突破。
通用汽车公司在其2002年的两款新车GMC Safari和Chevrolet Astro上采用了一种全新的材料－聚丙烯/粘土纳米复合材料制备的脚踏板（step-assist），这项技术创新获得了国际塑料工程师协会的大奖，对整个高分子纳米复合材料的发展有里程碑的意义。它标志着经过十几年的研究与开发，高分子纳米复合材料开始进入大规模商业化应用的阶段[9]。
高分子/粘土纳米复合材料，也称为高分子/层状硅酸盐纳米复合材料，在整个高分子纳米复合材料中占有主要的地位，人们在提到高分子纳米复合材料（Polymer Nanocomposties）时，越来越多的是专指高分子/粘土纳米复合材料。2001年在加拿大举行的Polymer Nanocomposites会议预测，到2020年PolymerNanocomposites的规模将达到年产量3000万t、价值650亿美元，而高分子/粘土纳米复合材料将占据主要的市场份额[10]。
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