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纳米氧化锌及其在橡胶中的应用
浏览次数:2254    发布日期:2008-1-30 15:45:37
 

    纳米氧化锌是近年来开发的新品种助剂,目前在国内已有工业化供应和使用。尽管其应用面还不广,总用量也不多,但在各类橡胶制品中都已起步,前景看好。

    氧化锌在橡胶中主要用作硫化活性剂,通过它促进橡胶交联密度的提高,及确保各项物理机械性能的获得。此外,氧化锌还是氯丁橡胶的交联剂。实践表明:纳米氧化锌在这两方面应用与普通氧化锌比较毫不逊色,更因其表面活性大而可以实现减量配用,因此也被称为活性氧化锌。这种命名(指活性氧化锌)虽然形象化,但易在概念上引起误解和混淆。因为橡胶原材料的活性一般经表面活化处理或包覆涂层而得,如“活性胶粉”、“活性碳酸钙”。而纳米氧化锌在生产中未经活化处理,其反应活性纯粹来自纳米粒子的表面效应。故称之为“纳米氧化锌”,更为确切。

    一、纳米材料的涵义和特点

    纳米技术是从20世纪80年代兴起的,而纳米材料是指它所研究的对象物,其确切定义是“处于1 ̄100nm(10负9次方 ̄10负7次方米)尺寸范围的固体物质”。纳米材料因处于宏观和微观的过渡领域,具有普通材料所不具有的独特功能。过去人们对物质的认识局限于宏观和微观两大层次,前者以肉眼所见的最小尺寸为下限,而上限则无限,大到天体宇宙;而后者则是肉眼无法看到但又客观存在的微粒,如分子、原子、核子。纳米领域则是介于两者之间的过渡层次,相当于尺寸在1 ̄100nm 的超微粒子。当任何粒子细小到这范围时,就会出现性能与该物质固有性能迥异的现象,如金属粒子进入纳米范围后,由良导体转变为不良导体,此类反常现象总称为纳米现象或把所产生的效果称为“纳米效应”。具体包括:小尺寸效应、表面及界面效应、量子隧道效应等。

    二、纳米氧化锌简介

    早在纳米技术出现之间,橡胶工业就已和纳米材料(当时没有这种称谓)打了几十年的交道。大量应用的纳米材料是各类补强(硬质)炭黑、半补强炭黑和白炭黑,它们的粒径都位于纳米尺寸范围内。近年来,橡胶工业也开始应用一些新的纳米材料。这些材料原来在橡胶加工中就有应用,只是粒径大大超过100nm, 故不属于纳米级。经过制造工艺上的控制,把细度降到100nm以下,如纳米碳酸钙、 纳米二氧化钛、纳米氧化铝及纳米氧化锌等。其中以纳米氧化锌的应用最为成熟,用量也最多。山西、河南、湖南均有生产单位,其价格大致和间接法氧化锌相当。

    纳米氧化锌的粒子尺寸符合于纳米范围,一般在40 ̄50nm, 化学成分与普通氧化锌无异,因采用直接法制造,杂质含量较高,纯度(95% ̄98%)低于间接法氧化锌(≥99%),但因表面效应显著,反应活性反而大大超过普通氧化锌。

  

 


 

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