和较长的开发时间。纳米材料于2000年首次在芝加哥举办的美国塑料博览会上亮相,当时有两家公司展示了这项技术。而直到去年的美国塑料博览会(NPE)上,仍然只有屈指可数的几家公司参与纳米材料展览。
其中有一家公司叫做Nycoa,是位于新罕布什尔州曼彻斯特的一家生产尼龙的公司。Nycoa公司用原位反应制造尼龙-6纳米复合材料,这些材料将被应用于踏草坪割草机的单层吹模燃料箱的生产。纳米黏土涂料分散在尼龙上,比没有涂层的聚乙烯结构抗燃气渗透性高98%。Nycoa公司还解释道,纳米尼龙比传统的超强韧尼龙绳坚韧55%。产品的检测工作由位于纽约州托纳万达镇的塑料性能评定中心进行,同时产品必须符合加尼福尼亚州大气资源局TP901燃气标准规范的要求。
美国中部威诺娜州的专业复合材料公司RTP宣称,他们去年也扩充了纳米生产能力,其中包括生产符合燃气标准的尼龙-6。RTP公司的产品开发工程师Sam Dahman先生说:“纳米涂料层级比率较大,减慢了燃气浸透的速度,因此该材料在燃料箱应用上充分发挥了它的优势。”

空调管道设备组对材料硬度有要求,适宜选用纳米材料。
位于美国密歇
根州特洛伊市的德尔福汽车系统公司高级技术人员Suresh Shah称,从工程设计学角度来看,纳米复合材料的优点之一在于减轻了产品重量,而且同玻璃填充材料相比其性能大大提高。
Shah说:“使用纳米复合材料,在保证硬度不变的同时减轻了(5%)负荷,你也无须为材料纤维变形而担忧。采用纳米复合技术的材料往往性能如一、不易变形,可让工程师获得更多的设计灵活度。”使用纳米材料一方面使产品更轻,并减少了循环周期。另外一方面,由于玻璃纤维在产品的表面有时可用肉眼看到,因此使用纳米复合材料能让外形更加美观。
未来:双刃剑
Shah也告诫人们,由于纳米材料价格昂贵,特别是底特律成本意识模式影响下,所以在必要的时候才会使用它。例如,双面侧模产品要求内层坚实、外层美观且具备耐候性,这种情况下就需要使用纳米聚丙烯合成材料。
通用汽车公司发布了一系列采用纳米技术的产品,例如塑料厢式车van的脚踏板,雪佛莱的侧饰条,以及悍马H2 内衬和仪表盘。在早期阶段,由于纳米颗粒分布不均匀,因此产生了油漆问题和表面瑕疵。据材料供应商透露,通用公司开发的纳米复合材料是以热可塑性聚合物为基础,这个新的表面处理方式和工艺技术解决了早期问题。通用汽车公司的早期材料供应商是位于马里兰州埃尔克顿的Basell Polyolefins公司。
通用汽车公司对纳米材料采取正面积极的应对态度。研发中心的工程师们正在加紧研究新材料,但由于成本太高而被公司管理层叫停。纳米黏土要花费大约三美元/lb,且占重量的3-4%;而与其竞争的材料滑石粉,只需要花费三十美分/lb,占重量的10-15%。另一个问题是:由于缩小比率不同,用纳米材料大范围地替代老材料需要大动干戈进行工具再造。纳米复合材料的另一个缺点是会降低冲击强度。Shah解释道:“我们还需要大量的研究工作来提高弹性体的抗冲击强度。”
目前美国主要有两家纳米复合材料用黏土的公司,一个是位于得克萨斯州Gonzalez的Southern Clay公司,另一家是位于Arlington Heights, IL的Nanocor公司。
涉及纳米材料的调查研究仍在底特律依照计划进行,其中一个被调查的公司是位于俄亥俄州克利夫兰的专业复合材料公司PolyOne。
在欧洲,主要的电缆制造商都开始使用纳米填充复合材料——聚乙烯,以提高阻燃性。原来欧洲条令禁止在电缆夹层使用重金属,取而代之的是如氢氧化铝(ATH)一类的物质,它们占总重量的60-65%,替换的结果往往造成机械性能被打折扣,同时也不易对复合材料进行加工。欧洲较大的纳米塑料合成黏土产品供应商SNd-Chemie公司的技术经理Stefan Richter先生说:“增加3-5%的纳米黏土复合材料的使用量可替代15-20%的氢氧化铝(ATH)。”

生产塑料合成物时,正确添加纳米材料的要诀之一是
让纳米颗粒分布均匀。FST(Five Star Technologies)
公司的这些照片显示了水力空化工艺流程前后的变化。 德国柏林的Fraunhofer研究所指出:“多数情况下,常规的阻燃剂和纳米颗粒结合会产生促进效应。”这家研究所从1997年就开始从事纳米复合材料的研究,“这样的结合同成分单独使用相比,阻燃效果大大增加。”
纳米碳管
与此同时,纳米碳管的开发会对未来几年塑料产品的设计产生影响。纳米碳管由圆柱形的碳分子组成,拥有独立的电子性能,也是热的良导体。它们属于富勒烯