浅谈多层共挤薄膜的应用
浅谈多层共挤薄膜的应用
多层共挤技术直接采用三种以上的塑料粒子（或者塑料粉末）作为原料，通过几台的挤出机分别使每种塑料熔融塑化后，供入一副口模中(或者通过分配器，将各挤出机所供给的塑料汇合以后供入口模)，然后经过进一步加工处理，制得多层复合薄膜。
多层共挤技术不同于干法复合等复合技术，它不需要先将塑料粒子制成薄膜状的中间产品。多层共挤技术代表了经济、环保的方向。
根据调查，多层共挤技术在中国软包装生产企业中应用广泛，已经达到了76.9%的应用率。目前多层共挤技术多采用异种塑料共挤出复合。由于极性高分子化合物与非极性高分子化合物之间性能相差很大，性能之间可以相互取长补短，通过各层材料性能之间的互补，可制得高性能的复合薄膜，因此多层共挤技术常用于高阻隔性复合薄膜的生产。
PE,PA,TIE,EVOH等树脂的多层共挤出物，可用于奶制品、果酱,肉制品等的真空包装；
共挤出复合工艺是采用两台或数台挤出机将各种不同功能的树脂分别熔融挤出，通过各自的流道在模头内或模头外汇合，再经吹胀、冷却复合在一起。该工艺不仅大大简化了生产工序，而且用料少，同时可降低原料消耗和生产成本；采用此工艺生产相同结构的复合包装材料比其他工艺可以节省30%的生产成本。
共挤复合是把两种以上的材料在熔融状态下在一个模头内复合熔接在一起，由于阻隔材料和热封材料相容性一般都很差，因此必须首先考虑选择好溶剂。如在共挤复合尼龙-6同低密度聚乙烯的复合膜时，用Bynel树脂，使用3台挤出机共用一个复合模头，便可挤出尼龙/Bynel/LDPE三层结构复合膜。
目前典型的复合膜结构为：主要受力层/阻隔层/热封层/可剥离层。主要受力层为PP、PE等，阻隔层为EVOH、PA、等，热封层为HDPE、LDPE、LLDPE、CPP等相邻层之间如树脂相容性差需加粘接层。根据不同用途，用不同的材质制成不同结构的复合膜.
多层共挤出复合膜多采用ABCBA五层对称结构和七层等以PA或EVOH为阻隔层，PE为热封层。从其功能组合上看，主要有阻隔、热封以及黏结3个功能。通过不同聚合物的组合满足包装物质防氧、防湿的要求，通常由4种聚合物组成，但市场上也已出现了七层、九层、十一层甚至更多层的共挤出复合膜。其中以PA和EVOH类为中间阻隔层的共挤复合膜发展最快，产量最大.
阻隔树脂要求有较好的加工性能，以适应共挤复合机头要求有良好流动性的需要。流动性太差或几种树脂之间流动性相差太大，都会由于层流形成受到影响而降低复合膜的阻隔性能。主要的结构有PE/胶黏剂/尼龙/EVOH/尼龙/PE，该结构对食品香味泄露率从5%降到1%。
共挤复合膜中，各层的厚度靠调节挤出机转速来控制，由于挤出机速度控制并不十分精确，往往造成共挤复合膜的厚度也不好控制，需要较高的工人素质和较为精密的机器设备。另外机头设计也十分关键，一般说来，按ABCBA五层及ABCDCBA七层结构设计的机头所成型的包装膜的阻隔性及复合强度最好，主要原因是对称结构的物料流动更易形成层流。共挤复合的缺点是挤出机转速不同会产生料与料之间混淆，而且也只能表面印刷。
多层共挤输液用膜,袋通则
多层共挤膜系采用共剂出工工艺，不使用黏合剂所形成的2层以上的膜。通过热合方法制成的袋输液包装容器的改革看，PVC软袋是针对玻璃瓶的缺点研制的，共挤复合膜是在研究PVC软袋的缺点后研制的替代品 一非PVC塑料袋（聚烯烃复合膜/聚烯烃多层共挤膜） 上世纪八十年代到九十年代发展起来的聚烯烃复合膜，由内层（聚乙烯）、中层（聚酰胺）、外层（聚丙烯）三层复合膜热合而成。聚烯烃多层复合膜具有以下特性： 1.这种材料坚韧透明，重量轻，有很强的热阻，耐高温灭菌，可在121℃消毒，气透性和水透性极低，可长期保存，不含氯化物和任何增塑剂，是一种理想的包装材料。 2.这种输液袋使用时既可挂，也可借患者自重进行输液（如患者躺着将其压在肩下），可完全自行收缩，输液时不用扎空气针，为真正的封闭输液，可避免输液环境对药液的污染。 3.膜材料的兼容性和稳定性较好，适合大多数药物的包装，如大输液的常规输液、透析液、甲硝唑、环丙沙星等治疗性输液，甚至氨基酸、血浆代用品、脂肪乳也可以使用。 4.生产自动化程度较高，其制袋、印字、灌装、封口可在同一生产线上完成，使用筒膜无需水洗，能更有效地避免生产环节的污染。 据报道Clea-flex复合膜软袋就是一种理想的包装材料。软袋由三层薄膜组成：内层为聚乙烯，中层为聚酰胺，外层为聚丙烯。经工艺处理，将三层薄膜粘压在一起，以代替聚氯乙烯，达到使用简单、不污染环境、可装各种药液的目的。另据报道[12]日本、美国和德国的一些大制药厂已开始使用EVA基复合膜软包装材料。它是一种以乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）为基材，与其它高分子材料共混合的多层复合膜材料。没有毒性、安全可靠，并在加工过程中不需加入任何增塑剂和稳定剂，具有高透明度、光泽性，优异的柔韧性、耐低温、耐老化性等优点。 复合膜为非PVC膜的早期产品，由于只能生产单幅平膜，对生产环境要求较高，而且聚烯烃复合膜在生产过程中在各层膜之间使用了粘合剂，这不利于膜材的稳定，同时粘合剂也对药液的稳定性由潜在的影响，因此目前在制药工业输
聚酯薄膜的种类
聚酯薄膜的种类 PET普通印刷膜 产品特点:常规厚度为12～125μm。产品对油墨、涂覆有好的附着性、可用于多色套印、平整度好。主要应用于冷冻食品热封袋及食品、工业品和化妆品等的包装。 主要生产企业: 常州钟恒新材料有限公司、绍兴翔宇绿色包装有限公司、浙江中发薄膜有限公司、浙江欧亚薄膜材料有限公司、江阴金中达新材料有限公司、宁波舜塑科技实业有限公司、绍兴未名塑胶有限公司、中山市盈溢包装有限公司、上海紫东薄膜材料股份有限公司、天津万华股份有限公司、富维薄膜（山东）有限公司、四川东材科技集团股份有限公司PET抗静电薄膜 产品特点:常规厚度为25～100μm。产品具永久的抗静电性能，有低的表面电阻率，可单独使用或与PE、PP复合使用。主要应用于电子产品的防护。 主要生产企业:常州绝缘材料总厂有限公司、杭州大华塑业有限公司 PET黑色薄膜 产品特点:产品常规厚度为25～188μm。产品具有黑色遮盖度好、色度均匀、永久、表面光亮平滑或亚光、机械性能和热稳定性好等特点。产品主要用于磁带黑滑纸、电声器材、胶带等。 主要生产企业:杭州大华塑业有限公司、常州绝缘材料总厂有限公司、南京兰埔成实业有限公司、四川东材科技集团股份有限公司 PET电工薄膜 产品特点：常规厚度有：25μm、36μm、40μm、48μm、50μm、70μm、75μm、80μm、100μm 和125μm。具有良好的电器、机械、热和化学惰性，绝缘性能好、抗击穿电压高，专用于电子、电气绝缘材料，其中包括电线电缆绝缘膜（厚度为25-75μm）和触摸开关绝缘膜（50-75μm）。 主要生产企业：四川东材科技集团股份有限公司、仪化东丽聚酯薄膜有限公司 PET护卡膜 产品特点：常规厚度：10.75μm、12μm、15μm、25μm、28μm、30μm、36μm、45μm、55μm、65μm、70μm，其中15μm以上的主要作为激光防伪基膜或高档护卡膜使用。具有透明度好、挺度高、热稳定好、表面平整优异的收卷性能、均匀的纵横向拉伸性能，并具有防水、防油和防化学品等优异性能。专用于图片、证件、文件及办公用品的保护包装，使其在作为保护膜烫印后平整美观，能保持原件的清晰和不变形。 主要生产企业：南京兰埔成实业有限公司、浙江强盟实业股份有限公司、、江阴金中达新材料有限公司、绍兴翔宇绿色包装有限公司、绍兴未名塑胶有限公司、天津万华股份有限公司、浙江中发薄膜有限公司 PET普通镀铝膜 产品特点：常规厚度为12～36μm。镀铝PET膜可分为无表面处理、单面电晕处理、双面电晕处理、高透明型等类型。产品具有加工性好、铝层的附着力好、镀铝后铝层亮度好、机械性能优良等特点。镀铝PET膜除可用于镀铝外，也适用于印刷复合或卡纸复合用途。可作为装饰膜镀铝PET膜除可用于镀铝外，也适用于印刷复合或卡纸复合用途。可作为装饰膜使用，如串花工艺品、圣诞花等；镀铝基膜除了用在软包装用途上之外，还可用于防水材料用途上。 主要生产企业：常州钟恒新材料有限公司、绍兴翔宇绿色包装有限公司、浙江中发薄膜有限公司、浙江欧亚薄膜材料有限公司、江阴金中达新材料有限公司、宁波舜塑科技实业有限公司、绍兴未名塑胶有限公司、中山市盈溢包装有限公司、上海紫东薄膜材料股份有限公
纳米材料应用特点
超细微粒、超细粉末，这些其实都是纳米材料的别称。它具有自己的一些性能特点，同时应用范围较广，例如生物医药、能源环保、化工等等行业。本文就给大家详细介绍一下。 一、应用 由于纳米颗粒粉体具有电、磁、热、光、敏感特性和表面稳定性等性能，显著不同于通常颗粒，故其具有广泛的应用前景。经过多年探索研究，已经在物理、化学、材料、生物、医学、环境、塑料、造纸、建材、纺织等许多领域获得广泛应用。下面为大家例举几个纳米材料的应用实例。 （1）纳米材料的用途十分的广泛，比如目前在许多医药领域使用了纳米技术，这样能使药品生产非常的精细，它直接利用原子或者分子的排布制造一些有特殊功能的药品。由于纳米材料所使用的颗粒比较小，所以这种药品在人体内的传输是相当方便的，有些药品会采用多层纳米粒子包裹，这种智能药物到人体后可直接并攻击癌细胞或者对有损伤的组织进行修复。纳米技术也可以用来监测诊少量血液，通过对人体中的蛋白质的分析诊断出许多种疾病。 （2）在家电方面，选用那么材料制成的产品有许多的特性，如具有抗菌性、防腐抗紫外线防老化等的作用。在电子工业方面应用那么材料技术可以从扩大其
产品的存储容量，目前是普通材料上千倍级的储器芯片已经投入生产并广泛应用。在计算机方面的应用是可以把电脑缩小成为“掌上电脑”，使电脑使用起来更为方便。在环境保护领域未来将出现多功能纳米膜。这种纳米膜能够对化学或生物制剂造成的污染进行过滤，从而改善环境污染。在纺织工业方面通过在原始材料中添加纳米ZnO等复配粉体材料，再通过经抽丝、织布，然后能够制成除臭或抗紫外线辐射等特殊功能的服装，这些产品可以满足国防工业要求。 （3）纳米材料技术现在已广泛应用于遗传育种中，该技术能够结合转基因技术并且已经在培育新品种方面取得了很大的进展。这种技术是通过纳米手段将染色体分解为单个的基因，然后对它们进行组装，这种技术整合成的基因产品的成功率几乎可以达到100%。经过实践证明，科研人员能够让单个的基因分子链展现精细的结构，并可以通过具体的操纵其实现分子结构改变其性能，从而形成纳米图形，这样就能使人们可以在更小的世界范围内、更加深的一种层次上进行探索生命的秘密。 （4）纳米材料技术在发动机尾气处理方面的应用，目前有一种新型的纳米级净水剂有非常强的吸附能力，它是一般净水剂的20倍左右。纳米材料的过滤装置，还能有效的去除水中的一些细菌，使矿物质以及一些微量元素有效的保留下来，经过处理后的污水可以直接饮用。纳米材料技术的为解决大气污染方面的问题提供了新的途径。这种技术对空气中的污染物的净化的能力是其它技术所不可替代的。 二、特点 当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的
多层共挤吹塑薄膜技术
多层共挤吹塑薄膜设备发展纵览 大连塑料机械研究所 李振军 2008年国内外多层共挤吹塑薄膜设备厂商推出了各自的最新 技术，下面介绍几种新技术、新产品以及发展现状。 重包装吹塑薄膜生产技术 三层共挤PE 重包装膜有着单层PE 膜无法比拟的优良性能。在 材料的应用上有广泛的选择性，可充分体现不同层次的功能，有较 好的强度、韧性、开口性、防潮性、透明性和热封性等性能。广泛 应用于化工原料、粮食、化肥等大宗产品的包装，适用于各种重包 装袋、提袋、垃圾集运袋的制作，也可用作印刷、复合基本材料， 具有很大的市场。 国内已有多家公司推出了塑料重包装薄膜设备，主要包括三层 共挤吹塑包装薄膜机组和五层共挤重包装薄膜机组。其中三层薄膜生产技术已成熟，都采用了锥形和平面叠加机头、水平上牵引旋转器、自动卷取机、电晕处理机、内冷系统和纠偏装置等。国内多数 未采用自动称重喂料系统，在线测厚和自动风环以及PLC 控制系统，有的厂家推出五层共挤重包装薄膜机组。 大连橡胶塑料机械股份有限公司的三层共挤重包装薄膜机组包括由自动称重上料系统、大功率高效率挤出机、平面叠加机头、自动风环、IBC 系统、水平旋转牵引装置、德国纠偏装置、电晕处理装置和自动卷取装置。 汕头金明塑胶设备有限公司的三层共挤重包装薄膜机组由吹膜线和印刷线两大部分组成，实现制膜、印刷、压纹、插边、收卷等工序一次完成，适用于LDPE 、LLDPE 、mLLDPE 、HDPE 等的原料，包括旋转牵引系统、内冷系统，自动风环等。 Reifenhauser 公司的三层共挤重包装薄膜机组喂料采用重力计量喂料系统；挤出机采用两台60mm 和一台70mm 挤出机，长径比为30D ，塑化能力为500kg/h ；机头为机头；冷却为双风口风环；牵引为6辊牵引，其中2个气动牵引辊和4个冷却辊，水平旋转；薄膜折径为900mm ， 厚度为0.08-0.2mm ，产量为400kg/h,安装功率为800kW ，机组的外形尺寸（长×宽×高）为27700×5000×12500mm 。在纠偏装置和卷曲之间，配有预热装置。穿孔装置的针入深度可调，且针可快速更换。 国内有的厂家推出了五层共挤吹塑薄膜设备，如汕头光华的S5M-800五 层共挤重包装薄膜机组采用多层共挤平面叠加模头，IBC 内冷、上旋转牵引、 自动收卷等技术配置了双面印刷、压花和折边装置，实现吹膜、印刷、压纹、 插边、收卷等工序一次完成。 七层以上高阻隔共挤吹塑薄膜生产技术 从国外塑料薄膜吹塑设备厂商的产品介绍中可看出，目前可生产十一层共挤吹塑薄膜设备，都配置全自动称重喂料系统、自动风环、全自动卷取机等，并且配有水平旋转牵引和垂直旋转牵引以及多种形式的卷曲装置供选择，机头采用平面或锥形叠加机头以及低中心机头，并且对生产线进行模块化设计，同 时提高相关自动控制系统的功能，从而使设备具有高度的灵活性以及优化组合能力。目前，国内汕头金明塑胶设备有限公司和大连吉润集团已成功研制出七层共挤吹塑薄膜机组。 汕头金明塑胶设备有限公司的七层共挤吹塑薄膜机组采用美国美奎公司的28组分自动称重喂料系统、多层共挤叠加机头，该模头利用中心进料，螺旋心轴分配，双锥面叠加结构；自动薄膜厚度调整控制系统；自动双工位卷取机采用表面，中心和间隙卷取方式及计算机集中控制系统等。最大线速度为60m/min,最大卷径为Ф800mm 。 德国Battenfeld Gloucester 工程公司的多层共挤吹塑薄膜机组采用了LP 低中心机头，该机头的锥形锁定、自定位机头部件可进行快速安装河拆卸，并且可以在不需要更换整个机头的情况下改变机头直径和口模间隙；气垫式人字板可将经调节的气流均匀地漂浮在整个薄膜表面上，避免了薄膜受到的拖曳。 德国Battenfeld Gloucester 工程公司的 OptiflowTM LP 低中心机头
多层共挤薄膜材质简易识别方法
多层共挤薄膜材质简易识别方法 塑料薄膜一般分为单层薄膜和复合薄膜。市场上常见的复合膜分为干式复合膜，无溶剂复合膜，淋膜，挤出复合膜，涂覆膜，共挤膜等。 对于塑料材料，大部分都可以用红外光谱法来鉴定。对于成分较复杂的塑料材料，配合其他分析仪器，如裂解气相色谱、热分析仪、元素分析仪、质谱、核磁共振等方法,也能对材质进行鉴定。 而在薄膜工厂，一般不具备以上检测仪器，如果送到专门检测机构检测，则周期长，成本高。本文讨论了几种简便可行的塑料薄膜材质识别的方法，重点是对共挤薄膜的识别进行了比较详细的描述。 1．普通的单层膜的识别。普通的单层膜一般可以通过燃烧法来鉴定，常见的塑料燃烧试验法见下表： 另外将薄膜撕开，观察断口处，如果有锯齿形状一般为复合膜；如果断面较为平滑，则一般为单层膜。 2．干式复合膜，无溶剂复合膜，淋膜，涂覆膜，挤出复合膜的识别。以上薄膜一般以双向拉伸膜为基础膜，与吹膜、流延膜等进行复合。其中涂覆膜一般是在双向拉伸膜上进行涂覆，然后与复合级薄膜进行干式复合。因为双向拉伸膜，如BOPP,BOPA,BOPET等，断裂标称应变较小，手感较硬，难以延伸，而吹塑、流延法生产的复合级薄膜一般手感较柔软，容易拉伸。将薄膜撕开，明显可以看到分层现象，因此无论用手剥，或者使用溶剂，都能较容易将以上
薄膜分层，然后再使用燃烧法对每一层进行识别，再此就不再赘述。 3．共挤薄膜的识别。 3．1．加工工艺的区分。共挤膜按目前的工艺一般分为流延法和吹膜法。 流延膜从外观上看非常透明，手感柔软，用测厚仪检测薄膜厚度，厚薄公差能达到±2%（2Sigma统计方法），而多层共挤薄膜的厚薄公差普遍在±8%以内。近年来，随着技术不断的改进，九层及九层以上的薄膜挤出设备在厚薄公差上有了极大的改善，产品的厚薄度能与流延产品媲美。但是无论是那种工艺生产的薄膜，仔细观察薄膜表面，一般会发现细微的膜线。流延膜膜线方向与收卷方向完全平行，而吹膜产品膜线方向与收卷方向不平行，这是因为无论是上牵引旋转，模头旋转，还是旋转收卷，薄膜的在管芯上是左右往复收卷的，类似于纱锭，以此避免形成松紧边。 吹膜常见的方式有上吹法，下吹法，二泡法和三泡法。上吹薄膜产品由于是空气冷却，因此透明度较差，手感较硬。而下吹法，二泡法和三泡法产品由于采用水冷，薄膜透明度能与流延膜媲美。其中二泡法，三泡法生产的是热收缩膜，吹胀比、牵引比一般在3以上，用手纵向和横向拉扯薄膜，比较难以延伸。将其投入开水中，收缩非常大。二泡法一般生产POF膜，常见应用于桶装方便面的包装上。而三泡法生产的膜主要用应用于肉制品的包装。 3．2．材质的识别。 三层共挤薄膜，如PE膜，CPP,使用燃烧鉴别法和外观能区别开来。对于五层及五层以上共挤薄膜，识别则有一定的技巧。 目前市场上的多层共挤薄膜主要有以下几种组合：PO/PA,PO/EVOH,PO/PA/EVOH,PO/PVDC。如果使用燃烧鉴别法，PVDC，PA共挤膜味道比较特殊，相对容易识别。对塑料燃烧气味的辨别如同品酒师，只有不断的积累，才能细微地分辨出共挤膜的材料组成。 一般规模较大的膜厂的检测室都配有显微镜，借助特殊的化学试剂对PA,EVOH,PVDC的显色，能观察出以上阻隔层的结构，还能准确地测量出每层的厚度，这个测试结果对于材料的结构设计非常有用。 以上简单地描述了一般薄膜的识别方法，如果再结合一些检测室常用测试方法的使用，比如测试拉伸强度，断裂标称应变，热封强度，冲击强度，氧气透过率，水蒸汽透过率等，应该能基本判断出来薄膜的结构，从而为配方设计提供依据。
膜材料发展前景与展望
膜材料发展前景与展望 一、国内外经济对膜产业的重大需求 近几十年发展起来的膜技术是以具有选择透过性的膜材料作为核心，在膜两侧推动力下，实现混合物分离、提纯、浓缩的分离技术。与过滤、精馏、萃取、蒸发等传统分离技术相比，膜技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点，因此被称为新型高效分离技术。作为一种高新技术，膜技术并不是高不可攀的，实际上，它就在我们身边。比如，随处可购买到的纯净饮用水绝大部分采用膜技术净化得到；为保持乳品的营养价值及水果的风味，牛奶、酸奶、奶酪等也可以采用膜技术进行除菌、浓缩及杂质去除。 在21世纪的多数工业中，膜技术将扮演重要角色，在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。 在缓解水资源短缺方面，预计到2050年，我国缺水总量将达4000亿m3，因缺水而导致的工业总产值损失大约2000亿元，农业总产值损失大约1500亿元。膜法海水淡化技术、膜法水质净化技术、膜及其集成技术将成为解决我国北方资源性缺水、南方水质性缺水和城市缺水的有效手段。 在化工与石油化工领域，分离过程能耗占到了总能耗的70％左右，分离效率低还导致了严重的环境污染问题。膜分离技术可以高效低能耗地实现高精度分离，是过程工业节能降耗的共性技术之一。譬如，膜法精密过滤代替蒸发，可节能40％以上，减少溶剂消耗量30%以上；膜法渗透汽化技术代替精馏，进行有机物脱水，可节能50％
以上；膜技术是过程工业减排的关键支撑技术，采用膜法处理油田回注水、焦化废水等，可实现工业废水循环利用，减少废水排放量；采用膜法可以实现废酸、废碱资源化利用，实现废液零排放。 此外，膜技术还是改造传统产业、推进相关行业技术进步的高新技术，可以说，膜技术的发展得到了全球范围的高度重视，美国、日本、欧洲等多国政府将膜技术作为21世纪高新技术进行研究与开发，制定了相应的研究开发计划，促进了膜技术和产业的强劲发展。我国政府对膜技术的研究和开发同样十分重视，自“六五”以来，已连续六个五年计划都把膜技术作为重点项目进行支持。2010年出台《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将高性能膜材料列入战略性新兴产业，为膜技术和膜产业的自身发展，膜应用市场的培育带来了前所未有的机遇。 经过5O多年的发展．中国膜产业逐渐走向成熟。特别是近20年来，中国膜产业高速增长，总产值从1993年2亿元人民币上升到20O8年200亿元(膜行业总产值是指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值，膜制品与膜组件是整个行业的核心)。 在21世纪的许多工业中，都将膜技术的重要性提升到了战略高度。2009年我国膜产业总产值约240亿元，2010年约300亿元。按照目前年均30%的增幅，未来5年我国膜产业有望突破1000亿元。可以预见，膜技术将迎来产值大幅增加的黄金十年，它所带动的相关产业产值总量更是不可估量。膜技术将在水资源、能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。
纳米材料的特性及相关应用
纳米材料的研究属于一种微观上的研究，纳米是一个十分小的尺度，而一些物质在纳米级别这个尺度，往往会表现出不同的特性。纳米技术就是对此类特性进行研究、控制。那么，关于纳米材料的特性及相关应用有哪些呢？下面就来为大家例举介绍一下。 一、纳米材料的特性 当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。比方说：被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以通过控制晶粒尺寸来获得不同能隙的硫化镉，这将大大丰富材料的研究内容和可望获得新的用途。我们知道物质的种类是有限的，微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的，但通过控制制备条件，可以获得带隙和发光性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术获得了全新的材料。纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千㎡，这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂，在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。对纳米体材料，我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体
积，使其更轻盈。如现在小型化了的计算机。“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。 二、纳米材料的相关应用 1、纳米磁性材料 在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。 2、纳米陶瓷材料 传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使
薄膜材料的应用与发展
薄膜材料的应用与发展 薄膜材料的发展以及应用，薄膜材料的分类，如金刚石薄膜、铁电薄膜、氮化碳薄膜、半导体薄膜复合材料、超晶格薄膜材料、多层薄膜材料等。各类薄膜在生产与生活中的运用以及展望。 1 膜材料的发展 在科学发展日新月异的今天，大量具有各种不同功能的薄膜得到了广泛的应用，薄膜作为一种重要的材料在材料领域占据着越来越重要的地位。 自然届中大地、海洋与大气之间存在表面，一切有形的实体都为表面所包裹，这是宏观表面。生物体还存在许多肉眼看不见的微观表面，如细胞膜和生物膜。生物体生命现象的重要过程就是在这些表面上进行的。细胞膜是由两层两亲分子--脂双层膜构成，它好似栅栏，将一些分子拦在细胞内，小分子如氧气、二氧化碳等，可以毫不费力从膜中穿过。膜脂双层分子层中间还夹杂着蛋白质，有的像船，可以载分子，有的像泵，可以把分子泵到膜外。细胞膜具有选择性，不同的离子须走不同的通道才行，比如有K＋通道、Cl－通道等等。细胞膜的这些结构和功能带来了生命，带来了神奇。 2 膜材料的应用 人们在惊叹细胞膜奇妙功能的同时，也在试图模仿它，仿生一直以来就是材料设计的重要手段，这就是薄膜材料。它的一个很重要的应用就是海水的淡化。虽然地球上70％的面积被水覆盖着，但是人们赖以生存的淡水只占总水量的2.5％～3％，随着人口增长和工业发展，当今世界几乎处于水荒之中。因此将浩瀚的海水转为可以饮用的淡水迫在眉睫。淡化海水的技术主要有反渗透法和蒸馏法,反渗透法用到的是具有选择性的高分子渗透膜,在膜的一边给海水施加高压,使水分子透过渗透膜,达到膜的另一边,而把各种盐类离子留下来,就得到了淡水。反渗透法的关键就是渗透膜的性能,目前常用有醋酸纤维素类、聚酰胺类、聚苯砜对苯二甲酰胺类等膜材料.这种淡化过程比起蒸法法,是一种清洁高效的绿色方法。 利用膜两边的浓度差不仅可以淡化海水,还可以提取多种有机物质。工业生产中，可用膜法过滤含酚、苯胺、有机磺酸盐等工业废水，膜法过滤大大节约了成本,有利于我们的生存环境。 膜的应用还体现在表面化学上面。在日常生活中,我们会发现在树叶表面,水滴总是呈圆形,是因为水不能在叶面铺展。喷洒农药时,如果在农药中加入少量的润湿剂(一种表面活性剂),农药就能够在叶面铺展,提高杀虫效果,降低农药用量。 更重要的，研究人员还将膜材料用于血液透析，透析膜的主要功能是移除体内多余水份和清除尿毒症毒素，大大降低了肾功能衰竭患者的病死率[1] 3 膜材料的分类 近年来,随着成膜技术的飞速发展,各种材料的薄膜化已经成为一种普遍趋势。 薄膜材料种类繁多,应用广泛,目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。目前很受人们注目的主要有一下几种薄膜。 3.1金刚石薄膜 金刚石薄膜的禁带宽，电阻率和热导率大，载流子迁移率高，介电常数小，击穿电压高，是一种性能优异的电子薄膜功能材料，应用前景十分广阔。 近年来,随着科技的发展,人们发展了多种金刚石薄膜的制备方法,比如离子束沉积法、磁控溅射法、热致化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法等.成功获得了生长速度快、具有较高质量的膜,从而使金刚石膜具备了商业应用的可能。
磁性纳米材料的应用
磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料，既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高，又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性，磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 （一）生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用（如抗原-抗体和亲和素 -生物素等）来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程，这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低，接触有毒试剂，很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性，在外加磁场下纳米颗粒被磁化，一旦去掉磁场，它们将立即重新分散于溶液中。因此，可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能，从而达到分离的目的，如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等，具有快速、简便的特点，能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外，由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性，不仅能实现被检测物的分离与富集，而且能够使检测信号放大，具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤：（ 1）将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上；（2）利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离：细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离，如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单，但是特异性差，而且纯度不高，制备量偏小，影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性，如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体（如抗体、荧光物质和外源凝结素等），利用它们与目标细胞特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体，在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物，利用它们与目标细胞的特性结合，在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明，磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响；Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞，PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离：利用传统的生物学技术（如溶剂萃取技术）来分离蛋白质程序非常复杂，而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法，这些方法的缺点是耗时多，难以自动化，不能用于分析小体积样品，分离不完全。
塑料多层共挤技术
引言： 复合共挤出片材使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到特殊要求的性能和外观，如防氧和防湿的阻隔能力、着色性、保温性、热成型和热粘合能力及强度、刚度、硬度等机械性能。 高聚物被誉为20世纪人类最重大的20项发明之一。由于高聚物本身具有良好的物理机械特性，因此，广泛地应用于工农业生产、交通运输、医疗、国防及日常生活中。随着高聚物新型材料的不断出现和市场上对高聚物挤出产品性能要求的不断提高，单一组分的制品往往具有局限性，无法满足制品的使用和加工性能、外观等方面的特殊要求，因此，多组分的复合材料制品应运而生。 目前，人们已经开发出多种方法制取多组分片材制品，采用共挤出工艺是最简便易行的一种方法，该方法已成为当代最先进的塑料成型加工方法之一。高聚物片材共挤出工艺是一种使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，在一个复合机头内汇合共挤出得到多层复合片材的加工过程。利用共挤出技术生产的具有综合性能的多层复合材料在许多领域中有着极其广泛的应用价值。此外，它可以大幅度地降低制品成本，简化流程，减少设备投资，而且在复合过程不使用溶剂，不产生三废物质，因此共挤出技术被广泛用于板材、片材和平膜的生产。 吹膜共挤出 高性能多层复合薄膜主要由基材、阻隔材料、粘合剂等三种材料组成，它的特点是：对氧和水汽的阻隔性好，薄膜的强度和耐穿刺性高，热封性好，粘结性强，有良好的防雾性、防滑性、着色性。生产多层复合膜主要生产方法有：涂布法、层合法、共挤流延法和共挤吹膜法。 吹膜共挤出主要用于生产高阻隔性包装膜、收缩膜、中空保鲜膜、土工膜等，它在食品、药品、日化产品包装、农用大棚、水利工程、环境工程等领域有着广泛的应用。采用吹膜共挤出生产工艺，通过厚度的有效调整使膜的功能得到量化控制，膜的各层结构组合方便灵活，基材选用范围更加广泛。另外，利用这种技术生产复合膜能够降低成本、提高强度、增加膜的阻隔性和附加值，从而使复合膜的市场适应性得到提升。为此，英国BramptonEngineering、德国BattenfeldGloucester、Barmag、加拿大MarcoEngineering、意大利Dolci、美国MA等公司分别研究成功多层圆盘式环形共挤出机头、同心螺旋芯轴式共挤出机头和多层圆锥盘环形共挤出机头等，其每层流道的结构形状有环形流道、心型包络式流道、螺旋支管式流道等多种型式。
薄膜材料与技术
薄膜技术在能源材料中的应用——薄膜太 阳能电池 一概述 能源和环境是二十一世纪面临的两个重大问题，据专家估算，以现在的能源消耗速度，可开采的石油资源将在几十年后耗尽，煤炭资源也只能供应人类使用约200年。太阳能电池作为可再生无污染能源，能很好地同时解决能源和环境两大难题，具有很广阔的发展前景。照射到地球上的太阳能非常巨大，大约40 min照射到地球上的太阳能就足以满足全球人类一年的能量需求。因此，制备低成本高光电转换效率的太阳能电池不仅具有广阔的前景，而且也是时代所需。 太阳能电池行业是21世纪的朝阳行业，发展前景十分广阔。在电池行业中，最没有污染、市场空间最大的应该是太阳能电池，太阳能电池的研究与开发越来越受到世界各国的广泛重视。 太阳能电池种类繁多，主要有硅太阳能电池、聚光太阳能电池、无机化合物薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池、纳米晶薄膜太阳能电池和叠层太阳能电池等几大类[1]。 二薄膜太阳能电池。 1、薄膜硅太阳能电池 薄膜硅太阳能电池(硅膜厚约50μm)的出现，相对晶体硅太阳能电池，所用的硅材料大幅度减少，很大程度上降低了晶体硅太阳能电池的成本。薄膜硅太阳能电池主要有非晶硅(a—Si)、微晶硅(μc—Si)和多晶硅(p-Si)薄膜太阳能电池，前两者有光致衰退效应，其中μc—Si薄膜太阳能电池光致衰退效应相对较弱但μc-Si薄膜沉积速率低(仅1.2 nm/s) ，光致衰退效应致使其性能不稳定，发展受到一定的限制，而后者则无光致衰退效应问题，因此是硅系太阳能电池
的发展方向[1]。 太阳能电池是制约太阳能发电产业发展的瓶颈技术之一。目前主要的研究工作集中在新材料、新工艺、新设计等方面，其目的是为了提高电池转换效率和降低电池制造成本。制造太阳能电池的材料主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅以及其他新型化合物半导体材料，其中非晶硅属直接转换型半导体，光吸收率大，易于制成厚度0．5微米以下、面积l平方米以上的薄膜，并且容易与其他 原子结合制成对近红外高吸收的非晶硅锗集层光电池，这是目前的主攻方向之一；另一种是非晶硅和多晶硅混合薄膜材料，它转换率高、用材省，是新世纪最有前途的薄膜电池之一。 2、无机化合物薄膜太阳能电池 选用的无机化合物主要有CdTe，CdS，GaAs，CulnSe2(CIS)等，其中CdTe的禁带宽度为1．45 eV(最佳产生光伏响应的禁带宽度为1．5 eV)，是一个理想的半导体材料，截止2004年，CdTe电池光电转化效率最高为16．5％；CdS的禁带宽度约为2．42 eV，是一种良好的太阳能电池窗口层材料，可与CdTe、SnS和CIS等形成异质结太阳能电池；GaAs的禁带宽度为1．43 eV，光吸收系数很高，GaAs单结太阳电池的理论光电转化效率为27％，目前GaA/Ge单结太阳电池最高光电转换效率超过20％，生产水平的光电转换效率已经达到19～20％，其与GalnP组成的双节、三节和多节太阳能电池有很大的发展前景；CIS薄膜太阳能电池实验室最高光电转化效率已达19．5％，在聚光条件下(14个太阳光强)，光电转化效率达到21．5％，组件产品的光电转化效率已经超过13％；CIS 薄膜用Ga部分取代In，就形成Culn1-x Ga x Se2 (简称CIGS)四元化合物，其薄膜的禁带宽度在1．04～1．7 eV范围内可调，这为太阳能电池最佳禁带宽度的优化提供了机会，同时开发了两种新的材料，用Ga完全取代In形成CuGaSe2，用S完全取代Se形成CulnS2，以备In、Se资源不足时可以采用。但是，Cd和As是有毒元素，In和Se是稀有元素，严重地制约着无机化合物薄膜太阳能电池的大规模生
纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
复合膜的种类、不同结构
复合膜的种类、不同结构。 复合膜的种类繁多，新材料层出不穷，从不同角度或侧重某一方面可以有许多种不同的包装分类办法.如阻隔性包装、耐热性包装、选择渗透性包装、保鲜性包装、导电性包装、分解性包装等。按照功能可将药用包装复合膜分为以下5种。 1.普通复合膜 (1)典型结构PET/DL/AL/DL/PE或PET/AD/PE/AL/DL/PE(注:DL为于式复合缩写， AD为胶钻剂)。 (2)生产工艺干法复合法或先挤后干复合法。 (3)产品特点良好的印刷适应性，有利于提高产品的档次;良好的气体、水分阻隔性。 2.药用条状易撕包装材料 (1)典型结构PT/AD/PE/Al/AD/PE. (2)生产工艺挤出复合。 (3)产品特点具有良好的易撕性，方便消费者取用产品;良好的气体、水分阻隔性，保证内容物较长的保质期;良好的降解性.有利于环保;适用于泡腾剂、涂料、胶囊等药品包装。 3.纸铝塑复合膜 (1)典型结构纸/PE/AL/AD/PE. (2)生产工艺挤出复合。 (3)产品特点良好的印刷性，有利于提高产品的档次;具有较好的挺度，保证了产品良好的成型性;对气体或水分具有良好的阻隔性，可以保证内容物较长的保质期;良好的降解性，有利于环保。 4.高温蒸煮膜 (1)典型结构透明结构BOPA/CPP或PET/CPP;不透明结构PET/AL/CPP或PET/AL/ NY/CPP0 (2)生产工艺干法复合。 (3)产品特点基本能杀死包装内所有细菌;可常温放置，无需冷藏;有良好的水分、气体阻隔性，耐高温蒸煮;高温蒸煮膜可以里印，具有良好的印刷性能。 5.多层共挤复合膜 (1)典型结构外层/阻隔层/内层。 (2)特点外层一般为有较好机械强度和印刷性能的材料，如PET,PP等;阻隔层具有较好的对气体、水蒸气等阻隔性，如EVOH,PA,PVDC,PET等通过阻隔层来防止水分、气体的进入，阻止药品有效成分流失和药品的分解;内层具有耐药性好、耐化学性高、热封性能较好的特点，如聚烯烃类。多层共挤膜具有优异的阻隔性能及良好的防伪性能，同时结构多样，便于控制成本。 6.复合成型材料 (1)典型结构NY/AL/PVC, NY/AL/PP (2)特点解决了药品避光与吸潮分解的难题;可以有效地避免气体、香料和其他物质对药品成分的破坏，保证药品的更长的使用期限内品质不发生任何改变;适用于丸剂、片剂、粉剂、栓剂、胶囊及外敷等药品的包装，且易于开启;适用于任何气候地区的药品包装，如PVC具有更高的阻隔性，能对药品进行全方位的保护。 文件资料由江苏申凯包装提供
第六章 薄膜材料及其应用
第六章 薄膜材料及其应用（1） 主要内容 一、超硬薄膜 二、智能薄膜 三、纳米薄膜 四、三族元素氮化物薄膜 五、巨磁和庞磁薄膜 六、铁电薄膜 七、红外敏感薄膜 八、人工周期调制材料 一、超硬薄膜 材料的硬度不仅取决于材料的宏观性质（弹性和塑性），而且 也取决于材料的微观性质（原子间的相互作用力）。合成超硬材料对于了解原子间相互作用的微观特性与宏观特性间的基本关系，以及纯技术的应用都十分重要。 超硬材料（包括已有超硬材料和理论预言超硬材料）可以分为三类： 1. 由周期表中第2、3周期的轻元素所形成的共价和离子-共价化合物； 2. 特殊共价固体，包括各种结晶和无序的碳材料； 3. 与轻元素形成的部分过渡金属化合物，如：硼化物、碳化物、氮化物和氧化物。 超硬材料的特点 1. 超硬材料在正常条件下大多是亚稳相； 2. 绝大多数超硬材料都是共价型或离子型固体； 3. 过渡金属化合物超硬材料具有共价键和金属键； 4. 超硬材料在元素周期表中都由位于中间位置的主族元素组成，这些元素具有最小离子、共价或金属半径，且固态中的原子间具有最大的结合能； 5. 元素中电子壳层的周期填充使固体中的原子半径或分子体积呈规律性变化； 6. 元素固相在变化时，如具有最小摩尔体积，则具有最大的体弹性模量、最大的结合能和最高的熔点。满足Aleksandrov 关系： k 为体弹性模量，Vm 为摩尔体积，Ec 为结合能 对单一元素的固体， 绝大多数在1-4； （一）由原子序数较小的元素形成的超硬化合物 这些超硬材料由位于第2、3周期中的元素如：铍、硼、碳、氮、氧、铝、硅、磷 的化合物组成。它们能形成三维刚性点阵、原子间具有较强的共价键。典型的离子-共价化合物例子是氧化物，如：刚玉Al2O3，超石英（SiO2的高压相）。 这些超硬化合物主要有：BeO 、B6O 、P2O5、Al-B-O 系统、CNx 、SiC 、Be2C 、Si3N4及其它硼碳化合物、硼磷化物、硼硅化物等。 （二）碳材料 由于C 原子间存在不同类型的化学键合，所以C 存在大量的同素异构体和无序相。如 sp3 C 杂化键合形成的金刚石，是最硬的的已知材料。所以可将碳划到特殊材料。 单晶金刚石的维氏硬度达70-140GPa 。另一sp3 C 杂化键合形成的六方金刚石具有与金刚石类似的力学性质。近年来，利用各种沉积技术，制备了高sp3 键合度的非晶碳膜，也称类金刚石薄膜。它的显微硬度达到70GPa 。足球烯C60是有C 的sp2 原子键合形成m c V E k ∝160.5/E kV c m -≡
纳米材料的特性和应用
纳米材料的特性和应用 摘要本文简要介绍了纳米材料的分类及特性，并对纳米材料在化工、生物医学、环境、食品等领域的应用进行了综述，最后对纳米材料的发展趋势进行了展望。关键词纳米材料；分类；特性；应用；发展 1 引言 有科学家预言, 在21 世纪纳米材料将是“最有前途的材料”, 纳米技术甚至会超过计算机和基因学, 成为“决定性技术”。国际纳米结构材料会议于1992 年开始召开(两年一届) , 并且目前已有数种与纳米材料密切相关的国际期刊。德国科学技术部预测到2010 年纳米技术市场为14 400 亿美元, 美国政府自2000 年 克林顿总统启动国家纳米计划以来, 已经为纳米技术投资了大约20 亿美元。同时, 欧盟在2002～2006 年期间将向纳米技术投资10 多亿美元。日本2002 年的纳米技术开支已经从1997 年的1. 20 亿美元提高到7. 50 亿美元。 2 纳米材料及其分类 纳米材料（nano- material）又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。粒子尺寸范围在1-100 nm 之间，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。根据三维空间中未被纳米尺度约束的自由度计，将纳米材料大致可分成四种类型，即零维的纳米粉末（颗粒和原子团簇）、一维的纳米纤维（管）、二维的纳米膜、三维的纳米块体。 3 纳米材料的特性1 3.1 小尺寸效应 当纳米晶粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时, 周期性的边界条件将被破坏, 使其磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等与普通粒子相比都有很大变化。如银的熔点约为900℃, 而纳米银粉熔点仅为100℃, 一般纳米材料的熔点为其原来块体材料的30%～50%。 3.2 表面效应 纳米晶粒表面原子数和总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质变化。纳米晶粒的减小, 导致其表面热、表面能及表面结合能都迅速增大, 致使它表现出很高的活性,如日本帝国化工公司生产的T iO2平均粒径为15 nm , 比
多层共挤
复合共挤出片材使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，使制品兼有几种不同材料的优良特性，在特性上进行互补，从而得到特殊要求的性能和外观，如防氧和防湿的阻隔能力、着色性、保温性、热成型和热粘合能力及强度、刚度、硬度等机械性能。 高聚物被誉为20世纪人类最重大的20项发明之一。由于高聚物本身具有良好的物理机械特性，因此，广泛地应用于工农业生产、交通运输、医疗、国防及日常生活中。随着高聚物新型材料的不断出现和市场上对高聚物挤出产品性能要求的不断提高，单一组分的制品往往具有局限性，无法满足制品的使用和加工性能、外观等方面的特殊要求，因此，多组分的复合材料制品应运而生。 目前，人们已经开发出多种方法制取多组分片材制品，采用共挤出工艺是最简便易行的一种方法，该方法已成为当代最先进的塑料成型加工方法之一。高聚物片材共挤出工艺是一种使用数台挤出机分别供给不同的熔融料流，在一个复合机头内汇合共挤出得到多层复合片材的加工过程。利用共挤出技术生产的具有综合性能的多层复合材料在许多领域中有着极其广泛的应用价值。此外，它可以大幅度地降低制品成本，简化流程，减少设备投资，而且在复合过程不使用溶剂，不产生三废物质，因此共挤出技术被广泛用于板材、片材和平膜的生产。 吹膜共挤出 高性能多层复合薄膜主要由基材、阻隔材料、粘合剂等三种材料组成，它的特点是：对氧和水汽的阻隔性好，薄膜的强度和耐穿刺性高，热封性好，粘结性强，有良好的防雾性、防滑性、着色性。生产多层复合膜主要生产方法有：涂布法、层合法、共挤流延法和共挤吹膜法。 吹膜共挤出主要用于生产高阻隔性包装膜、收缩膜、中空保鲜膜、土工膜等，它在食品、药品、日化产品包装、农用大棚、水利工程、环境工程等领域有着广泛的应用。采用吹膜共挤出生产工艺，通过厚度的有效调整使膜的功能得到量化控制，膜的各层结构组合方便灵活，基材选用范围更加广泛。另外，利用这种技术生产复合膜能够降低成本、提高强度、增加膜的阻隔性和附加值，从而使复合膜的市场适应性得到提升。为此，英国BramptonEngineering、德国BattenfeldGloucester、Barmag、加拿大MarcoEngineering、意大利Dolci、美国MA等公司分别研究成功多层圆盘式环形共挤出机头、同心螺旋芯轴式共挤出机头和多层圆锥盘环形共挤出机头等，其每层流道的结构形状有环形流道、心型包络式流道、螺旋支管式流道等多种型式。 目前吹膜共挤出机头的最新技术为多层圆锥盘环形共挤出机头和螺旋支管式流道的组合型式，相邻层间温差可达80℃，制品厚度误差在5%以内。在此用已二醇制冷机组来替代冷却水机，冷却采用模体内冷和风环外冷结合，提高冷却和结晶速度，以增加薄膜的透明度、强度和韧性。复合膜的最多层数为11层，大棚膜最大幅宽达24m。