其他
解æžçº³ç±³æŠ€æœ¯å¯¹åŒ…装å°åˆ·ä¸šçš„应用å‰æ™¯
2011-07-04 22:54  ???:2789

  éšç€21世纪包装对特ç§åŠŸèƒ½éœ€æ±‚的增加,诸如防殉爆包装ã€è¿·å½©åŒ…装ã€éšèº«åŒ…装ã€é˜²é›·è¾¾åŒ…装等è¦æ±‚的出现,促进了纳米包装技术的å‘展。由纳米ææ–™å¤åˆè€Œæˆçš„纳米包装æ料就æˆäº†æˆ‘们所需è¦çš„一类高新æ料,它ä¸ä»…大大æ高了原æ料的性能并赋予新的功能,而且亦拓展了原æ料的应用范围和美好å‰æ™¯ï¼Œäº¦èŠ‚çœäº†ç¨€ç¼ºèµ„æºã€‚世界上æ¯å¹´æ¶ˆè€—的包装æ料用去大é‡çš„资æºï¼Œä¸ºæ­¤ï¼Œæ高包装æ料性能的åŒæ—¶ï¼ŒåŠªåŠ›å¯»æ±‚é™ä½Žæ料消耗和å‡å°‘加工æˆæœ¬ï¼Œå§‹ç»ˆæ˜¯åŒ…装å°åˆ·åˆ¶é€ è¡Œä¸šè¿½æ±‚的目标。

  (一)纳米包装æ料,纳米包装æ料指分散相尺寸为1~100nm粉体与其他包装ææ–™åˆæˆæˆ–添加,或对传统包装æ料进行纳米化改性åŽåˆ¶æˆçš„新型包装æ料,也指纳米æ料中å¯ç”¨äºŽåŒ…装产å“的部分,它们å¯åˆ†åˆ«ç§°ä¸ºçº³ç±³å¤åˆåŒ…装ææ–™ã€çº³ç±³æ”¹æ€§åŒ…装æ料和纯纳米化包装æ料。就是用晶粒尺寸为1-100(nm)的å•æ™¶ä½“或多晶体æ料与其他包装ææ–™å¤åˆåˆ¶æˆçš„纳米å¤åˆåŒ…装æ料。由于纳米级晶粒比常规æ料的晶粒细å°ï¼Œå› è€Œå…¶æ™¶ç•Œä¸Šçš„原å­æ•°å¤šäºŽæ™¶ç²’内部的原å­æ•°ï¼Œå½¢æˆæµ“度晶界,从而赋予纳米æ料以许多ä¸åŒå¸¸è§„æ料的特殊性能,诸如高强度ã€é«˜ç¡¬åº¦ã€é«˜ç”µé˜»çŽ‡ã€é«˜éŸ§æ€§ã€é«˜é˜»éš”性ã€é«˜é™è§£ã€é«˜æŠ—èŒèƒ½åŠ›ï¼Œä½Žçƒ­å¯¼çŽ‡ã€ä½Žå¼¹æ€§æ¨¡é‡ã€ä½Žå¯†åº¦ç­‰ç­‰ã€‚这些固有的特性决定了它将有ç€å分广泛的应用å‰æ™¯ã€‚

  纳米æ料具有与传统包装æ料明显ä¸åŒçš„特å¾ï¼Œæ˜¯æ—©æœŸçº³ç±³æŠ€æœ¯åœ¨åŒ…装工业中最先çªç ´å’Œæœ€æœ‰å‰æ™¯çš„领域。研究人员å‘现,在æŸç§æ¡ä»¶ä¸‹ï¼Œå…·æœ‰ä¸åŒç”šè‡³æ˜¯ç›¸åçš„ç†åŒ–性质的纳米相区,å¯ä»¥å®žçŽ°ç›¸äº’é—´çš„ååŒä½œç”¨ã€‚也就是说,利用特殊的纳米技术对传统的æ料进行处ç†ï¼Œå½¢æˆç›¸äº’交错混æ‚的具有相å特性的二维纳米相区。使原æ¥æ— æ³•å…¼å®¹çš„特性,通过它们的相互ååŒä½œç”¨è¡¨çŽ°å‡ºæ¥ã€‚在传统相图中根本ä¸å…±æº¶çš„2ç§å…ƒç´ æˆ–化åˆç‰©ï¼Œåœ¨çº³ç±³çŠ¶æ€åˆ™å¯å½¢æˆå…±æº¶ä½“,制造æˆæ–°æ料或å¤åˆæ料,为此,纳米体系大大丰富了21世纪包装å°åˆ·æ料的改造和制造出新型的包装æ料的应用研究范围。

  纳米技术在æ料和制造方é¢çš„应用包括:使用åŒæ—¶å…·æœ‰æŸ“料和颜料最好性能的纳米粒å­ï¼Œæ高彩色å°åˆ·æ°´å¹³ï¼›çº³ç±³æ料的颜色éšç²’径尺寸ä¸åŒè€Œæ”¹å˜ï¼Œç²’径越å°ï¼Œåˆ™é¢œè‰²è¶Šæ·±ï¼Œä¸ºæ­¤ï¼Œå¯é€‰æ‹©ä½“积适当且粒径å‡åŒ€çš„纳米æ料制备å„ç§é¢œè‰²çš„å°åˆ·æ²¹å¢¨ï¼Œä»¥ä»£æ›¿ä¼ ç»Ÿçš„化学颜料é…色工艺,纳米级活性碳酸钙å¯ç”¨äºŽé«˜æ¡£æ²¹å¢¨ï¼Œå¯ä»¥æ高油墨éšç€åŠ›ï¼Œé€‚于高速å°åˆ·ï¼›å°†çº³ç±³å°ºåº¦ç²˜æŽ¥å’Œæ¶‚覆的碳化物æ料和纳米涂层用于切割工具åŠç”µå­ã€åŒ–工等方é¢ï¼›å»ºç«‹çº³ç±³æµ‹é‡æ–°æ ‡å‡†ï¼›åœ¨èŠ¯ç‰‡ä¸Šè¿›è¡Œå…·æœ‰è¾ƒé«˜å¤æ‚性和功能化的纳米加工等。

  (二)在传统的包装å°åˆ·è¡Œä¸šä¸­ï¼Œå¯ä»¥é¢„è§çº³ç±³æŠ€æœ¯å°†ä¼šæœ‰å¹¿æ³›çš„应用。

  出现新æ料的å°åˆ·ã€‚当采å–æŸç§ç‰¹æ®Šçš„表é¢åŠ å·¥å¤„ç†åŽï¼Œåœ¨ä»‹è´¨ä¸Šèƒ½å½¢æˆäº¤é”™æ··åˆçš„两ç§æ€§è´¨ä¸åŒçš„二维表é¢ï¼Œè€Œæ¯ä¸ªç›¸é¢çš„表é¢ç§¯ï¼Œä»¥åŠä¸¤ç›¸æž„造的“界颔在纳米尺寸存在时,就会是超亲水性和超亲油性界é¢ã€‚å¯ä»¥æƒ³è±¡ï¼Œä»ŠåŽçš„å°åˆ·å“的分辨率将会更高。

  由于å°ç‰ˆçš„å‘展,对油墨的è¦æ±‚也必然会相应æ高。目å‰ï¼Œç”¨ç›´æµç”µå¼§ç­‰ç¦»å­æ–¹æ³•ç”Ÿäº§è¶…细金属ææ–™“纳米金属微粉”的技术已ç»å®žçŽ°ï¼Œçº³ç±³æ料工程从金属ã€åŠå¯¼ä½“领域å‘展到纷ç¹å¤šæ ·çš„有机领域是一个必然的趋势。当建立了超细æ料的有效制备方法,并解决了有机æ料中普é存在的稳定性问题åŽï¼Œæ²¹å¢¨çš„性能必定会有一个飞跃。包装å°åˆ·æ料主è¦æ˜¯æŒ‡PSæ¿ã€çº¸å¼ ã€æ²¹å¢¨ã€‚由于纳米技术的特性,将æžå¤§åœ°æ”¹å˜å®ƒä»¬çš„å°åˆ·é€‚性,更好地与å°åˆ·æ¡ä»¶ç›¸åŒ¹é…。众所周知,PSæ¿çš„最佳粗糙度范围是450-650(nm)。å¯ä»¥æƒ³è±¡çº³ç±³æŠ€æœ¯å¯¹PS版的性能影å“是多大。å°åˆ·å­˜åœ¨çš„è€å°åŠ›ä¸é«˜ï¼Œç²—糙度ä¸åŒ€ä¸ç»†ã€æ„Ÿå…‰æ¶²çš„性能等问题都éšç€çº³ç±³æŠ€æœ¯çš„应用迎刃而解。纳米科技是“创造”高性能ã€é«˜æ•ˆæ¯”ã€é«˜åŠŸèƒ½ç­‰æ–°åŒ…装的最新技术,因此纳米å¤åˆåŒ…æ有ç€å¼ºåŠ²çš„å‘展动力和广阔的应用å‰æ™¯ã€‚例如在高分å­èšåˆç‰©ä¸­åŠ å…¥10%的纳米(热致液晶èšåˆç‰©ï¼‰å°±ä¼šä½¿æ料的拉伸强度æ高到476Mpa,从而大大拓展包装æ料的用途。

  (三)在纳米尺度上,通过精确地控制尺寸和æˆåˆ†æ¥åˆæˆææ–™å•å…ƒï¼Œåˆ¶å¤‡æ›´è½»ã€æ›´å¼ºå’Œå¯è®¾è®¡çš„æ料,åŒæ—¶å…·æœ‰é•¿å¯¿å‘½å’Œä½Žç»´ä¿®çš„特点。以新的原ç†å’Œæ–°ç»“构在纳米层次上构筑物性的æ料或自然界ä¸å­˜åœ¨çš„æ料,实现æ料破å过程中纳米级æŸä¼¤çš„ä¿®å¤ã€‚国外现今用于包装的新型高分å­çº³ç±³å¤åˆåŒ…装æ料已有多ç§ï¼Œå›½å†…也在积æžç ”制。由于纳米对包装æ料的改进,从而必然带æ¥åŒ…装å°åˆ·å·¥è‰ºå’ŒæŠ€æœ¯çš„å˜é©ã€‚

  目å‰çº³ç±³æŠ€æœ¯å·²ç»æ¸—é€åˆ°æŸäº›ä¼ ç»Ÿäº§ä¸šä¸­ï¼Œå¦‚染料ã€æ¶‚æ–™ã€é£Ÿå“ã€å°åˆ·ææ–™ã€åŒ…装æ料等。通过对纳米æ料的研究,在化纤制å“中加入纳米微粒,å¯ä»¥é™¤å‘³ï¼Œæ€èŒï¼Œé€šè¿‡çº³ç±³æŠ€æœ¯çš„è¿ç”¨ï¼Œä½¿æ¶‚层æ料的è€æ´—刷性由原æ¥çš„1000多次æ高到1万多次,è€åŒ–时间也延长了两å€å¤šã€‚è¿™ç§å¯¹ä¼ ç»Ÿæ料进行纳米改性的技术,ä¼ä¸šåº”用的投入ä¸å¤§ï¼Œè€Œä¸”市场å‰æ™¯å¹¿é˜”。

  (四)纳米对包装å°åˆ·æœºæ¢°è®¾å¤‡çš„å½±å“å°åˆ·æœºçš„供墨系统是ä¿è¯æ­£å¸¸å°åˆ·çš„é‡è¦éƒ¨ä»¶ã€‚墨辊作用是å‘å°ç‰ˆè¡¨é¢ä¼ é€’油墨。因此,墨辊æ料的选择对å°åˆ·è´¨é‡çš„å½±å“是å分é‡è¦çš„。利用纳米ææ–™å¯ä»¥æ”¹å˜å¢¨è¾Šçš„弹塑性ã€è€æ²¹æ€§ã€è€é…¸æ€§ã€è€æº¶å‰‚性ã€æŠ—è¡°è€åŒ–性和亲墨性ã€ä¼ é€’性ã€è€ç£¨æ€§ï¼Œè¿›è€Œæ¥ç¨³å®šå°åˆ·ä¼ é€’æ¡ä»¶ã€‚åŒæ ·åˆ©ç”¨çº³ç±³ææ–™å¯ä»¥æ高å°åˆ·æ©¡çš®å¸ƒè´¨é‡ï¼Œè¿›è€Œæ¥ç¨³å®šå°åˆ·çš„压å°æ¡ä»¶ï¼Œæ高å°åˆ·è´¨é‡ã€‚纳米技术在传动上也将得到应用,如æžå°çš„微电机系统(MEMS),微电å­ç³»ç»Ÿèƒ½åœ¨ä¸€ä¸ªç¡…晶片上放置100万个微型机器,æ¯å°æœºå™¨éƒ½æœ‰ç”µå­æŽ§åˆ¶ç³»ç»Ÿã€‚å°åˆ·æœºä¸Šå®‰è£…了那么细的传感器--传动装置,这ç§è£…置,就å¯ä»¥å分精确地对压力ã€é€Ÿåº¦ã€ä½ç½®ç­‰è¿›è¡Œè°ƒæŽ§ã€‚å°åˆ·è®¾å¤‡çš„主è¦é—®é¢˜æ˜¯æœºæ¢°ç²¾åº¦é—®é¢˜ã€‚机械精度的问题一是在制造过程中由于制造技术水平而产生的固有缺陷;二是在å°åˆ·ç”Ÿäº§è¿‡ç¨‹ä¸­ç”±äºŽæœºæ¢°ç£¨æŸè€Œäº§ç”Ÿçš„。å°åˆ·è®¾å¤‡ä¸­æ˜“磨æŸçš„主è¦éƒ¨ä»¶æœ‰ï¼šé½¿è½®ã€å‡¸è½®ã€æ»šç­’的轴颈与轴套(或å心套)等部件。éšç€çº³ç±³æŠ€æœ¯çš„è¿ç”¨ï¼Œå¯ä»¥å¤§å¹…度æ高这些关键部件的精度和è€ç£¨æŸç¨‹åº¦ï¼Œé™ä½Žç»´ä¿®æˆæœ¬ï¼Œæ高å°åˆ·äº§å“çš„å°åˆ·è´¨é‡ã€‚

  (五)就包装领域而言,近几年,国外研究最多的纳米å¤åˆæ料是èšåˆç‰©åŸºçº³ç±³å¤åˆæ料(PNMC,å³PolymericNano-MeteredComposites的简写)常用的èšåˆç‰©æœ‰PAã€PPã€PVCã€PETã€LCP等。常用的纳米æ料有金属ã€æ— æœºç‰©èšåˆç‰©ç­‰æ— æœºç³»å’Œæœ‰æœºç³»æˆåˆ†ã€‚高分å­çº³ç±³å¤åˆæ料包括分å­å¤åˆæ料体系和无机超微粒å­å¤åˆä½“系二大类,å‰è€…是把刚性高分å­å¦‚LCP以分å­æ°´å¹³ï¼ˆ10纳米数é‡çº§ï¼‰åˆ†æ•£åœ¨æŸ”性高分å­é›†ä½“中,åŽè€…是把无机超微粒å­ä»¥å•å±‚片状或层状形æ€åˆ†æ•£åœ¨æŸ”性高分å­åŸºä½“中。最终制æˆçº³ç±³å¤åˆåŒ…装æ料。纳米å¤åˆå¡‘料包装的å¯å¡‘性ã€è€ç£¨æ€§ã€ç¡¬åº¦ã€å¼ºåº¦éƒ½æœ‰æ˜Žæ˜¾çš„æ高和增强。

  无疑通过纳米技术,我们å¯ä»¥å¼€å‘出纳米包装系统。进入纳米技术领域åŽï¼ŒæŠŠå¾®ç±³çº§çš„å„ç§ä¸åŒç±»åž‹çš„添加剂制æˆçº³ç±³çº§çš„产å“,就会使传统的包装å°åˆ·äº§å“æ›´æ–°æ¢ä»£ã€‚åŒæ—¶ï¼Œçº³ç±³æŠ€æœ¯äº§ä¸šå°†é€šè¿‡çº³ç±³ç²‰æœ«å’Œè–„膜的制造和应用,把精密制造技术推广到整个包装å°åˆ·äº§ä¸šä¸­åŽ»ã€‚