改性纳米氧化锌
1、纳米氧化锌的功能及用途
纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细材料,与普通氧化锌相比,纳米氧化锌具有小尺寸效应、表面及界面效应、量子隧道效应等。纳米氧化锌的功能与用途如下表:
应用行业 | 功能 | 应用特点 |
橡胶 | 硫磺-促进剂硫化体系中的硫化活性剂,氯丁橡胶的交联剂。 | 加快硫化速度,提高交联程度,增加橡胶产品的导热性能;颗粒微小,与胶料的接合面积大,添加剂量小。 |
塑料 | 纳米氧化锌具有抗菌、抗紫外线的功能。此外,纳米氧化锌颗粒微小,在塑料中起诱导成核作用,改善结晶行为,增加球晶数量,晶体尺寸变小且分布更为均匀。 | 使塑料产品具有抗菌性、抗紫外线的功能,延缓塑料老化。还能提高塑料介电性能(如电阻率,介电损耗、减小水树生长率等)、机械性能(如断裂伸长率、拉伸强度等)。 |
涂料 | 纳米氧化锌与纳米二氧化钛一样,具有光催化性能,它能产生氢氧自由基、过氧离子,直接损伤细菌细胞,起到杀菌除臭的功效,也可以通过光催化分解有机有害气体及废水中的有机物;另外,纳米氧化锌具有吸收与散射紫外线的性能。 | 可赋予涂料良好的理化性能。比如增稠、抗菌、屏蔽紫外线、净化空气、抗氧化、抗渗透、抗腐蚀性能。 |
纺织品 | 功能性自洁纺织品,防晒衣物,布料。 |
化妆品 | 防晒霜中屏蔽紫外线辐射。 |
饲料 | 是防止仔猪腹泻的主要添加剂 |
催化剂 | 用于工业气体的精脱硫 |
水处理 | 工业废水处理,降解有机物 |
此外,纳米氧化锌在陶瓷,电子电气等众多行业具有不同的用途。 |
2、纳米氧化锌的应用缺陷及改良方法
纳米氧化锌的小尺寸效应与表面高活性效应,一方面使它具有不同于普通氧化锌的特殊性能,另一方面,其微小颗粒会引起强烈的团聚。理论与实践表明,纳米氧化锌的团聚,不但影响其固有优良特性的利用,更重要的是团聚会存在于终端产品中,导致产品缺陷。
提高纳米氧化锌的分散性与流动性,是充分利用纳米氧化锌各种优良特性的前提,也是近年来国内外学者研究纳米氧化锌粉体的一个重点。利用有机表面活性剂,对纳米氧化锌颗粒进行表面包覆处理,使其微小颗粒由极性变为非极性,是克服纳米氧化锌团聚的重要方法。
普通氧化锌的粒径是纳米氧化锌粒径的10-20倍;同等质量的粉体,纳米氧化锌的颗粒数量是普通氧化锌的1000倍左右,但是未经分散的纳米氧化锌严重团聚,影响其特殊性能的发挥与利用。
3、纳米氧化锌表面改性前后的性能比较
| 未作表面改性的纳米氧化锌 | 经过表面改性处理的纳米氧化锌 |
分散状态 | TEM照片,一次粒径20-30纳米。未经表面改性,微粒相互吸附,严重团聚。 | TEM照片,一次粒径20-30纳米。改性后,分散性良好。 |
颗粒表面状态 | 颗粒为无机粉体,添加于橡塑,涂料及布料纤维中,与基体有机材料的相容性差,不能形成有效的化学键连接。 | 改性剂一端连接氧化锌微粒,一端与橡塑,涂料及布料纤维中的有机物产生化学键,形成稳定化学连接而非简单混合。 |
颗粒极性 | 未改性的纳米氧化锌亲水疏油,微粒具有极性,因此相互吸附团聚,在水中及有机溶剂中快速沉淀。 | 改性纳米氧化锌亲油疏水,微粒呈现非极性,相互吸附力减弱,分散性好,可漂浮于水面,在有机溶剂中长期弥散不沉淀。 |
4、改性纳米氧化锌技术指标
项 目Items | 指 标Regular Values |
型号Model | N-90 | N-50 |
外观Apprence | 淡黄色粉末Yellowish Powder | 白色粉末 White Powder |
氧化锌含量ZnO | 90% | 50% |
颗粒直径 Granule Dimeter | 30nm | 30nm |
活化指数Activation index | 95% | 95% |
沉降指数Drop index | 95% | 95% |
铅含量Lead % | 0.02 | 0.02 |
干燥减量 Moisture ﹪ | 0.3 | 0.6 |
烧失量 Loss on Ignition ﹪ | 2.0 | -- |
5、应用:轮胎,密封胶,胶管,鞋材等各种橡胶。食品包装袋,医用抗菌塑胶,聚乙烯基塑料等。抗菌服饰,鞋袜,遮阳伞,户外防晒用品,化妆品。抗菌涂料,净化空气涂料,耐腐蚀涂料。催化剂,仔猪饲料,废水处理剂等多种领域。
6、包装:25kg,纸袋包装。