二十一世纪高技术材料纳米SiOX的应用.doc

二十一世纪高技术材料纳米SiOX的应用
刘景春黄志杰左美祥黄海
(舟山明日纳米工程研究中心 316101)
一、前言
具有自洁和抗菌功能的内墙涂料、卫生陶瓷,高强高韧、落地不碎的陶瓷餐具,能抗菌且耐老化的塑料制品,不易燃烧也无静电的化纤服装,具有阻燃、抗静电、感光性能的纸张……这些看似不可思议的产品,将很快就会出现在市场上,因为纳米技术已跨入应用时代。
纳米技术是在纳米尺度(1~100nm)上制造材料和器件的工艺,其实质就是在分子水平上一个原子一个原子地制造具有崭新分子组织的大结构的能力。纳米科学与工程是一个新兴的跨学科领域,是当前国际科技热点之一。国际上在纳米技术领域的竞争态势日益明显,发达国家无一不在瞄准和抓取这一可能给科技和经济带来突破性的、跨越式发展的新机遇,对纳米技术的研发大量投入,以期抢占前沿阵地的制高点,争取极大的潜在利益,美国、日本、德国、英国、瑞典、瑞士和欧盟都建立了或正在建立纳米技术中心。目前,美国在合成、化学和生物方面处于领先,日本在器件和结构方面具有优势,欧洲在弥散、涂覆和新型仪器方面较强。我国在纳米技术的研究和开发的某些方面也取得了一定的成绩,例如制备出了定向纳米碳管阵列和准一维纳米丝等。
纳米SiOX作为纳米材料中的重要一员,是在我科学家、原中科院固体物理研究所所长张立德研究员的亲自主持下,由舟山明日纳米材料有限公司于97年初开发成功并投入批量生产,现已达百吨生产规模。经过两年多的市场开拓和应用技术开发,产品已广泛应用于电子封装材料、高分子复合材料、塑料、涂料、橡胶、颜料﹑陶瓷、胶粘剂、玻璃钢、药物载体、化妆品及抗菌材料等领域,为传统产品的提档升级换代带来划时代的意义。
二、纳米SiOX的基本物性
纳米SiOX为无定型白色粉末(指其团聚体),是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。其颗粒尺寸小(为5-15纳米),比表面积大(达640-700 m2/g),表面存在不饱和的残键及不同键合状态的羟基,经高分辨电镜观测发现,其表面含有许多纳米级介孔结构,。因表面欠氧而偏离了稳态的硅氧结构,故分子式为SiOX。
采用美国Varian公司Cary—5E分光光谱仪对纳米SiOX粉体多次抽样测试,实验结果表明样品的光学反射谱重复性好,在300nm—800nm之间,样品的光学反射率达到85%;在280—300nm之间,样品的光学反射率为80%,在200—280nm之间;样品的光学反射率仍在70%—78%;对波长在800nm—1300nm的近红外反射率也达70%—80%。
三、纳米SiOX应用领域概述
(一)、电子封装材料
有机物电致发光器件(OELD)是目前新开发研制的一种新型平面显示器件,具有开启和驱动电压低,且可直流电压驱动,可与规模集成电路相匹配,易实现全彩色化,发光亮度高(>105cd/m2)等优点,但OELD 器件使用寿命还不能满足应用要求,其中需要解决的技术难点之一就是器件的封装材料和封装技术。目前,国外(日﹑美﹑欧洲等)广泛采用有机硅改性环氧树脂,即通过两者之间的共混﹑共聚或接枝反应而达到既能降低环氧树脂内应力又能形成分子内增韧,提高耐高温性能,同时也提高有机硅的防水
﹑防油﹑抗氧性能,