納米氧化鋅及其應用

納米氧化鋅及其應用主講人：高燦納米氧化鋅簡介納米氧化鋅是一種面向21世紀的新型高功能精細無機產(chǎn)品，其粒徑介于1~100納米，又稱為超微細氧化鋅。由于顆粒尺寸的細微化，比外表積急劇增加，使得納米氧化鋅產(chǎn)生了其本體塊狀材料所不具備的外表效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應等。因而，納米氧化鋅在磁、光、電、化學、物理學、敏感性等方面具有一般氧化鋅產(chǎn)品無法比較的特殊性能和新用途，在橡膠、涂料、油墨、顏填料、催化劑、高檔化裝品以及醫(yī)藥等領(lǐng)域展示出廣闊的應用前景。納米氧化鋅的應用橡膠油漆化纖紡織品防曬化裝品陶瓷外表波器件抗靜電復合材料㈠橡膠方面的應用在橡膠行業(yè)中，特別是透明橡膠制品生產(chǎn)中，納米氧化鋅是極好的硫化活性劑。由于納米氧化鋅可與橡膠分子實現(xiàn)分子水平上的結(jié)合，因而能提高膠料性能，改善成品特性。以子午線輪胎和其他橡膠制品為例，使用納米氧化鋅可顯著提高產(chǎn)品的導熱性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸強度等項指標，并且其用量可節(jié)省35-50%，大大降低了產(chǎn)品本錢；在加工工藝上，能延長膠料焦燒時間，對加工工藝極為有利。納米氧化鋅用于橡膠鞋、雨靴、橡膠手套等勞保制品中，可以大大延長制品的使用壽命，并可改善它們的外觀及色澤，其用于透明或有色橡膠制品中，有著碳黑等傳統(tǒng)活性劑不可替代的作用。納米氧化鋅用于氣密封膠、密封墊等制品中，對于改善產(chǎn)品的耐磨性和密封效果也有著良好的作用。應用有納米氧化鋅的輪胎㈡油漆涂料

目前應用于涂料中的納米材料品種有納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化鋅、納米碳酸鈣等，其中納米二氧化鈦和納米二氧化硅由于其昂貴的價格而限制了它們的應用范圍和數(shù)量，納米碳酸鈣性能又比較單一，在提高涂料的防霉和抗紫外老化性能方面作用較小，因而納米氧化鋅以其優(yōu)異的性價比在涂料的應用中占據(jù)了更大的優(yōu)勢。納米氧化鋅具有一般氧化鋅無法比較的新性能和新用途，能使涂層具有屏蔽紫外線、吸收紅外線及殺菌防霉作用，因此它可廣泛應用于建筑內(nèi)外墻乳液涂料及其他涂料中，同時它的增稠作用還有助于提高顏料分散的穩(wěn)定性。涂料專用納米氧化鋅㈢化纖紡織品

納米材料應用于化纖紡織品中有兩種途徑：一種方法是把納米微粒直接添加在化學纖維的初始反響液中，采用常規(guī)的聚合反響合成功能纖維，使納米微粒均勻分布于纖維內(nèi)部；另一種方法就是把納米微粒作為一種后整理劑配制到織物的后整理液中，通過浸軋使納米微粒吸附在纖維的外表，或者用一定的粘合劑將納米微粒涂覆到織物外表形成一種功能性的涂層，改善織物的服用性能。添加納米氧化鋅的抗紫外織物，與未添加納米氧化鋅的普通織物進行比照，抗紫外織物的UPF值〔紫外線遮擋系數(shù)〕為對照織物的兩倍，可用于抗紫外織物、抗菌織物、遮陽傘等產(chǎn)品的生產(chǎn)。㈣防曬化裝品大多數(shù)的傳統(tǒng)防曬劑能對UV-B(波長280-320nm)起作用，但并不能有效抵擋波長更長的UV-A(波長320-400nm)紫外線，而UV-A越來越被認為與皮膚過早衰老以及皮膚癌有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，納米氧化鋅對紫外線的防護功能比傳統(tǒng)的納米二氧化鈦要強，對紫外線UV-A和UV-B均具有良好的防護效果，因此納米氧化鋅在化裝品領(lǐng)域的應用迅速開展。納米氧化鋅防曬化裝品㈤在陶瓷領(lǐng)域的應用

納米氧化鋅可以用在陶瓷行業(yè)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的ZnO，由于其體積效應和高分散能力，可不需加工磨碎便可直接使用，其用量可減量30％—50％，不僅使陶瓷制品的燒結(jié)溫度比普通氧化鋅降低40—60℃，燒結(jié)品光亮如鏡，減少生產(chǎn)工序，降低了能耗，極大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。納米顆粒氧化鋅制得的納米陶瓷材料具有良好的韌性，其原理為納米氧化鋅具有較大的界面，原子排列相當混亂，在外力作用下，納米粒子容易遷移而表現(xiàn)為很好的韌性和一定的延展性，使陶瓷材料具有優(yōu)異的力學性能，用納米陶瓷材料可制得“摔不碎的酒杯〞或“摔不碎的碗〞。

納米氧化鋅水杯㈥用于制作外表波器件納米氧化鋅作為一種壓電材料，具有較強的機電耦合系數(shù)，使其在超聲換能器、Bragg偏轉(zhuǎn)器、頻譜分析器、高頻濾波器、高速光開關(guān)及微機械上有廣泛的用途。這些器件在大容量、高速率光纖通訊的波分復用，光纖相位調(diào)制，反雷達動態(tài)測頻，電子偵聽，衛(wèi)星移動通訊，并行光信息處理等民用和軍事領(lǐng)域具有廣泛的應用，比方在高于1．5GHz的頻率范圍內(nèi)具有低損耗的高頻濾波器正成為移動通訊系統(tǒng)的最關(guān)鍵部件之一，ZnO是制作這種高頻濾波器首選材料。納米氧化鋅不僅對電磁波具有吸收能力，還能吸收可見光和紅外線，用它作隱身材料，不但能在很寬的頻帶范圍內(nèi)逃避雷達的偵察，而且能起到紅外隱身作用。這種"隱身材料"的開展和應用，是提高武器系統(tǒng)生存和突防能力的有效手段之一，在國防建設中具有十分重要的意義。我國外表活性劑㈦用于抗靜電復合材料

傳統(tǒng)抗靜電添加劑主要為炭黑、金屬粉和外表活性劑。炭黑作靜電添加劑只能得到黑色產(chǎn)品，用量大時還會破壞材料的某些力學性能。金屬抗靜電添加劑一般用量較大，約占復合材料質(zhì)量的40%，并且加工過程中易被氧化，不易氧化的金、銀、銅等又較貴重。外表活性劑抗靜電添加劑要求環(huán)境的濕度較高且不耐久。而納米氧化鋅那么具有較好的抗靜電效果。納米氧化鋅晶須添加劑外觀為白色疏松狀物質(zhì)，微觀結(jié)構(gòu)那么為立體四針狀單晶體，任意兩個針間夾角均約為109度，其優(yōu)點是四針狀立體結(jié)構(gòu)易形成有效三維網(wǎng)狀導電通道，通過晶須尖端放電和隧道效應到達抗靜電的目的，并且用量少；納米氧化鋅穩(wěn)定，1720℃直接升華，不易與其他材料發(fā)生化學反響，抗靜電耐久性好。另外，納米氧化鋅晶須為白色，