Plastiсs_8_2011

ТЕМА НОМЕРА /ДОБАВКИ И НАПОЛНИТЕЛИ П Л А С Т И К С № 8 ( 1 0 2 ) 2 0 1 1 w w w . p l a s t i c s . r u 30 Нанодобавки Нанодобавки — самый современный ма- териал, использующийся в качестве наполни- теля. К ним относятся наноглины, слоистые алюмосиликаты (например, монтморилло- нит), способные разделяться на тонкие слои толщиной около 1 нм. Особенностью нано- частиц является большая удельная поверх- ность (более 20 м 2 /г), дающая широкие воз- можности для использования их в качестве наполнителей. В качестве наноструктурных элементов полимерных композиций исполь- зуются наночастицы, наномолекулы, нано- трубки, нановолокна, коллоидные частицы. В отличие от традиционных минеральных наполнителей нанодобавки вводятся в отно- сительно небольшом количестве (до 4-5 про- центов), поэтому практически не изменяют плотность материала. Установлено уникальное свойство мине- ральной смектитовой глины, добавленной в количестве 0,1-10 процентов в ПЭТ, не пропускать через стенки бутылей кислород и углекислый газ, что очень важно при раз- ливе в них пива, вина и других напитков. Наноглину можно вводить в ПЭТ в процес- се синтеза или смешивать ее с уже готовым полимером при изготовлении бутылей. Нанотрубки, изготовленные из неорга- нических материалов (оксидов переходных металлов, на основе бора и кремния), обла- дают уникальными свойствами и могут при- меняться, например, в качестве сверхпроч- ных пластмассовых композитов. К областям применения, где полезны эти уникальные свойства неорганических нанотрубок, мож- но отнести высококачественные спортивные товары, пуленепробиваемые изделия, осо- бые химические датчики, «интеллектуаль- ные» окна, солнечные элементы и аккуму- ляторные батареи. Углеродные нанотрубки также применя- ются для получения нанокомпозитов. Они повышают жесткость и другие механические свойства, теплостойкость, огнестойкость, барьерные свойства, химическую стойкость, снижают хладотекучесть материала. Сульфат бария широко применяется в качестве радионепроницаемого нанонапол- нителя в медицинских пластиках, а также в качестве поглотителя гамма-лучей. Инженерами университета штата Огайо (США) разработана технология производ- ства сверхплотного пенопласта с нанона- полнителем, который в будущем может ис- пользоваться вместо твердой пластмассы. Эти нанокомпозиты заинтересовали авто- промышленность, где их теперь использу- ют для изготовления пластмассовых деталей автомобилей. Нанокомпозитный пенопласт легче, чем нанокомпозиты, изготовленные из твердых пластмасс. Огнестойкость пластмасс также может быть значительно повышена введением в них диспергированных неорганических напол- нителей в виде наноразмерных порошков. Например, тепловыделение при образова- нии термопластичных и термоотверждаемых полимерных материалов может быть сниже- но на 40-60 процентов путем введения всего 2-6 весовых процентов наноразмерного на- полнителя из силикатных глин. Введение в ПА, ППиПЭТ до 4 процентов ультрамикродисперсного каолина способ- ствует повышению барьерных свойств ма- териалов, так как при этом в 2-3 раза умень- шается их газопроницаемость, другие же их свойства остаются неизменными. Введение 5 процентов ультрамикродисперсного талька вызывает такое же повышение модуля упру- гости полимерного материала, как и 40 про- центов обычного. Использование наночастиц в качестве наполнителей полимеров приводит к повы- шению упругопрочностных свойств мате- риала, ударной прочности и трещиностой- кости без использования эластификаторов; теплостойкости, термической и размерной стабильности; способствует созданию но- вых материалов с заданными магнитными, электрическими, оптическими, барьерными свойствами, длительно сохраняющимися в эксплуатации. Благодаря использованию нанонаполни- телей и добавок на базе нанотехнологий мож- но получать полимеры, сочетающие в себе традиционные и новые качественные харак- теристики, на первый взгляд кажущиеся взаи- моисключающими. Это чрезвычайно полезно в тех случаях, когда требуется одновременно обеспечить прозрачность и гибкость материа- ла, определенную степень ударостойкости и жесткость, функциональную поверхность и физические характеристики, изоляционные свойства и проводимость. К улучшениям, до- стигаемымблагодаря нанодобавкам, относят- ся, с одной стороны, повышенная пластич- ность, облегчающая переработку пластмасс, а с другой—электропроводимость, предотвра- щающая образование статического заряда. Не в последнюю очередь важны и преимущества так называемого «эффекта лотоса» пласти- ковых поверхностей, заключающегося в их способности к самоочищению. Волокнистые наполнители Среди волокнистых наполнителей наи- более распространены стеклянные, угле- Фото Foster West Corporation