塑料新材料、新應(yīng)用

1、塑料新材料、新應(yīng)用王德禧（中國科學(xué)院化學(xué)研究所，北京，100080）摘要：摘要：材料科學(xué)是永恒的話題，正是新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)在推動(dòng)著塑料產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。同時(shí)塑料新材料、新應(yīng)用的信息也在吸引著企業(yè)家的眼球，是他們尋求新的投資方向的風(fēng)向標(biāo)。下面例舉的是2005年國內(nèi)外報(bào)刊、雜志上最新發(fā)表的塑料新材料的應(yīng)用實(shí)例，介紹給大家，以供參考。1.不腐蝕塑料涂料可延長金屬結(jié)構(gòu)材料壽命10倍[1]美國科學(xué)家最近研制成功一種不腐蝕的塑料涂料，它能使汽

2、車、橋梁、管道以及其它金屬結(jié)構(gòu)材料的壽命延長10倍，適用于多數(shù)金屬材料，目前已被日本、韓國、意大利、德國、法國等國家廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目中。普通塑料對“環(huán)境腐蝕”只能起到暫時(shí)的屏蔽作用，相比之下聚苯胺涂料與鋼、鐵和其它金屬材料作用后，能生成永久的“有機(jī)金屬”。據(jù)了解，聚苯胺涂料之所以能保護(hù)金屬，并非是靠形成有機(jī)屏障，而是能中和形成腐蝕反應(yīng)的催化劑。這種由兩個(gè)步驟構(gòu)成的反應(yīng)能在金屬表面形成一層純凈的氧化鐵離子，而這層純的氧化鐵離子能阻止金屬

3、發(fā)生腐蝕。研究表明，在理想的實(shí)驗(yàn)條件下聚苯胺涂料的防蝕能力要比鋅強(qiáng)10000倍。在實(shí)際應(yīng)用中，聚苯胺涂料的防腐蝕能力也優(yōu)于鋅3～10倍，足以延長大多數(shù)金屬的使用壽命。與鋅相比，聚苯胺離子屬于非金屬，即使處置不當(dāng)也不會進(jìn)入食物鏈，不會危害人類健康。此外聚苯胺的使用成本也比鋅低。2.提高木粉－塑料復(fù)合材料性能的新型偶聯(lián)劑[2]DuPont公司最近推出一種木粉－塑料復(fù)合材料專用新型偶聯(lián)劑FusabondWPC576D，該偶聯(lián)劑用量僅為0.5%

4、時(shí)就能極大提高木粉－塑料復(fù)合材料的強(qiáng)度并降低其吸水性。最近對含25%木粉的HDPE復(fù)合材料的注塑成型樣品測試發(fā)現(xiàn)，很少量的FusabondWPC576D就能夠提高復(fù)合材料的抗張強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。以前對含50%木粉的HDPE高填充復(fù)合材料進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，這種新型偶聯(lián)劑用量0.5%一個(gè)月內(nèi)將材料的吸水量相對于空白樣品降低三倍，而且將復(fù)合材料的強(qiáng)度和硬度提高兩倍。DuPontIndustrialPolymers公司的產(chǎn)品銷售經(jīng)理BrienM.說，

5、FusabondWPC576D偶聯(lián)劑用于木粉或其它纖維型材料增強(qiáng)擠出成型和注塑成型復(fù)合材料經(jīng)濟(jì)適用。該公司聲稱，這種新型偶聯(lián)劑FusabondWPC576D是采用聚合物骨架中含酸酐官能團(tuán)的聚乙烯共聚物偶聯(lián)劑新技術(shù)提高性能的。據(jù)最新報(bào)道，提高偶聯(lián)劑中酸酐官能團(tuán)的含量可以提高纖維質(zhì)填充劑和聚合物基體材料的化學(xué)鍵合的密度，這樣很少量的FusabondWPC576D偶聯(lián)劑就能極大提高復(fù)合材料的性能。3.能增強(qiáng)聚合物機(jī)械性能的新型偶聯(lián)劑[3]硅烷

6、偶聯(lián)劑和功能型聚合物（尤其是馬來酸衍生物高分子材料）是當(dāng)前熱塑性復(fù)合材料中應(yīng)用最多的偶聯(lián)劑。最近剛剛由NoveonSpecialtyAdditives公司開發(fā)出的SolplusC800偶聯(lián)劑可以替代上述兩種偶聯(lián)劑，這種偶聯(lián)劑是一種含雙官能團(tuán)的低聚物，它能夠跟填充劑的表面通過離子鍵結(jié)合，并且還可以通過雙鍵接枝到高分子基體上。SolplusC800利用酸根鍵合到填充劑表面，它對于堿性和兩性材料尤其有效。該偶聯(lián)劑能夠使電纜和普通建筑材料等阻燃

7、性熱塑性復(fù)合材料機(jī)械性能大幅提高。大量添加該偶聯(lián)劑的聚合物材料韌性和模量能得到提高，而且受沖撞力時(shí)的形變減小。中國塑加工工業(yè)協(xié)會專家委員會成立大會暨2005年塑料新材料、新技術(shù)國際研討會論文集2005年塑料新材料、新技術(shù)發(fā)展概況之二——塑料新材料、新應(yīng)用王德禧料這種樹脂可用于把手、邊框、設(shè)備罩子、電子箱、化妝品包裝、儀表前蓋以及移動(dòng)話筒等。而且根據(jù)顧客需要以及模具表面選擇性，CycoloyEF樹脂能夠做成各種各樣的材料表面－從粗糙到光滑

8、以及顏色黯淡到色澤光亮。并且這種新型GE樹脂不像涂料那樣容易老化，它能夠經(jīng)久保持諸如紐扣以及陳列品等高度觸摸產(chǎn)品材料的美觀度。8.PottersEurope開發(fā)出新型功能填料[8]PottersEurope公司最近開發(fā)出一種新型填充劑Spheriwhite，這種填充劑能夠增強(qiáng)聚合物產(chǎn)品的色度。該公司聲稱，他們已經(jīng)發(fā)明出一種新工藝使Spheriwhite在沒有顏料的情況下使用可以控制聚合物產(chǎn)品的白度，而在有顏料的情況下使用能夠增強(qiáng)材料的色

9、度，而且Spheriwhite不會使聚合物材料的性能發(fā)生任何改變。PottersEurope公司補(bǔ)充說，Spheriwhite的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以降低成本，相對較昂貴的增白劑被用來增加聚合物材料的白度，Spheriwhite跟這些材料一起使用可以降低材料的加工成本，同時(shí)也改進(jìn)了材料的外觀。PottersEurope公司已經(jīng)提高了Spheriwhite的產(chǎn)量，該填充劑適合于與一些增色劑聯(lián)合使用，可用于制造室內(nèi)家具以及運(yùn)動(dòng)器材。Potter

10、sEurope公司是PottersIndustries公司的一個(gè)分公司，PottersIndustries公司是世界上最大的玻璃微珠制造商，在全球12個(gè)國家有22家分公司。9.TMinerals公司研制出新型超細(xì)TiO2顏料[9]TMineralsInternational公司目前研制出新型超細(xì)二氧化鈦顏料HITOXSF，生產(chǎn)這種顏料是采用了新工藝，該產(chǎn)品可以擴(kuò)大該公司Hitox產(chǎn)品的市場同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。TOX公司聲稱，HITOXS

11、F能夠用于薄膜涂層和塑料制品、拋光涂料以及現(xiàn)有材料所達(dá)不到要求的材料上。這種新產(chǎn)品據(jù)說可以極大提高產(chǎn)品的色澤。T執(zhí)行總裁BowersR.說，該產(chǎn)品同白色二氧化鈦一樣具有不透明性，價(jià)格較傳統(tǒng)產(chǎn)品低廉，填補(bǔ)了T產(chǎn)品的空白。HITOXSF產(chǎn)品將于2005年上半年面市。這種新產(chǎn)品正于美國的Texas州T新擴(kuò)充的分公司CpusChristi公司生產(chǎn)。擴(kuò)建的新分公司于2004年底完工，計(jì)劃將Hitox顏料年產(chǎn)量增加10000噸，并且利用上面提到的低

12、成本所有權(quán)生產(chǎn)工藝。這種新工藝可以減少天然氣的消耗量，估計(jì)2005年1月投入生產(chǎn)每年可以節(jié)省成本一百萬美元。TMinerals公司總部在美國的Texas州，它在Texas、Malaysia和herls分公司生產(chǎn)該種顏料.10.Engelhard開發(fā)出特效顏料[10]Engelhard引進(jìn)一項(xiàng)新技術(shù)，用它生產(chǎn)出的新型特效顏料能夠用于塑料、涂料及油墨。提高了產(chǎn)品的反射率、發(fā)光率及透明度。Engelhard公司聲稱，F(xiàn)iremistTurqu

13、oise特效顏料能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的視覺效果和很好的光學(xué)效應(yīng)。它是利用具有光滑表面、很大尺寸分配系數(shù)的硼硅酸鹽薄片來實(shí)現(xiàn)這種效果。據(jù)說FiremistTurquoise是許多應(yīng)用方面的理想材料，包括化妝品、個(gè)人防護(hù)材料、運(yùn)動(dòng)工具、家具以及電子元件。該材料的上述優(yōu)點(diǎn)以及富水色彩使它在各方面的應(yīng)用引起了人們的關(guān)注，尤其是保留材料原始色彩的情況下的應(yīng)用。FiremistTurquoise特色包括：（1）具有流線，從而在具有流線的塑料制品應(yīng)用上可以實(shí)

14、現(xiàn)自由設(shè)計(jì)；（2）發(fā)出星光閃閃的亮光；（3）多色效應(yīng)；（4）用于涂覆膜時(shí)可以提高光對產(chǎn)品的穿透性、透明性、色度以及色純度。Engelhard公司說，F(xiàn)iremistTurquoise能夠用于大都數(shù)樹脂體系，它同液態(tài)和固態(tài)涂料的相容性好，分散性好。Firemistspecial產(chǎn)品目前包括金色、紅色、紫色、藍(lán)綠混色以及珍珠白產(chǎn)品。從其他公司得到的消息，Engelhard從該產(chǎn)品外觀和制造工藝部分的收入增加了19％，對比2003年第四季度的

15、14000000$增加到2004年第四個(gè)季度的17000000$，季度銷售額增加9％。11.TeknCol公司開發(fā)出新型飲料瓶著色劑[11]TeknCol最近開發(fā)出一系列新型著色劑，這些產(chǎn)品用于PET飲料瓶加工時(shí)可以消除傳統(tǒng)的PET著色劑所產(chǎn)生的加工問題，極大地減少廢料的產(chǎn)生，使制得的飲料瓶有光澤和不透明。這一新型系列產(chǎn)品采用PETek技術(shù)制造，是基于該公司PETek產(chǎn)品制造衛(wèi)生美觀的包裝材料，在飲料瓶制造過程中用量盡量要求少。由于在飲