微纳米技术与精细化工

摘要微纳米技术在精细化工领域起着重要的作用,占有重要的地位。在材料、医药、涂料等领域,无一不涉及微纳米技术与微纳米材料的应用。

关键词微纳米;涂料;胶黏剂;制剂

中图分类号TB383文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0121-01

0引言

精细化工是一门涉及诸多领域的交叉综合性学科,其所涉及的领域遍及化工、医药、生物、涂料、助剂等。本文结合微纳米技术与精细化工对其在精细化工的部分领域的作用进行了论述。

1微纳米技术概论

1.1基本概念

微纳米技术是指制造与加工微纳米材料及器件、应用微纳米材料及器件,以及微纳米材料及器件的表征等技术,它是一门跨行业、跨学科、基础科学与应用科学相结合的综合性科学技术。在制备技术领域,主要集中了微纳米材料的制备新技术与新设备的开发,微纳米器件的组装与制造技术研究,微纳米材料与器件在各领域的应用性能研究,以及微纳米材料与器件及产品的性能研究与表征。

1.2微纳米技术在精细化工中的作用

微纳米材料与微纳米技术对提成精细化工产品的档次与科技含量及功能起着十分重要的作用,在精细化工产品中粉体材料占有很大比重,将这些粉体材料进行微纳米化处理后,将使相应的精细化工产品的性能获得很大的提高,从而获得良好的经济与社会效益。因此,在精细化工领域开展微纳米材料的制备技术研究与应用十分必要。

2微纳米技术在部分精细化工领域中的应用

2.1微纳米技术与涂料

涂料是一种涂覆在物体表面、并能形成牢固附着的连续薄膜的配套性工程材料。一般涂料有三个组成部分:成膜物、颜料和溶剂。有时还加各种助剂。

2.1.1涂料微纳米化

纳米技术在涂料行业中的应用和发展促使涂料更新换代,为涂料成为真正的环保型产品开创了突破性的新纪元。在涂料中加入纳米微粒可以显著提高涂料的机械强度、流变性能、防腐性能、耐光性能和耐候性能等。涂料微纳米化对涂层附着力、涂层流平性、涂层耐候性、涂层抗腐蚀性、涂层抗老化性、施工性能等都有影响。

2.1.2在功能性涂料中的应用

1)隐形涂料。吸波涂料是一种防雷达侦察的涂料,以高分子溶液、乳液或液态高聚物为基料,把吸波剂和其他成分加入其中。吸波剂决定涂料的性能。传统吸波材料难以满足涂层薄、附着力强等要求。由于纳米吸波粒子具有较大的比表面积,且具有极好的吸收特性,能吸收电波,同时又因为纳米粒子粒径小于红外和雷达波长,对波的透过性很大,是红外和雷达探测到的信号大为减弱。2)磁性涂料。磁性涂料主要是只用来制备各种磁性记录材料的涂料,其特点在于它以磁性粉末如CrO2磁粉、金属磁粉等为颜料。磁性涂层的磁性是磁粉赋予的,因此磁粉质量对磁性涂料具有决定性的影响。磁粉应有足够高的矫顽力,以便有效地提高去磁作用,高的取向性、高填充密度和良好的分散性。3)导电涂料。涂层具有导电性能或排除积累静电荷能力的涂料,都称为导电涂料。掺入导电微粒可以使涂料具有导电性。现在有掺合型导电涂料、导电聚合物等。

2.2微纳米技术与胶黏剂

凡有良好的粘合性能、可把两个相同的或不同的固体材料链接在一起的物质都可以称为胶黏剂。其包括天然物、合成树脂和无机物中具有粘合性能的许多物质,通常由几种材料混合配置而成。

2.2.1粘合剂填料的微纳米化

填料是为了改善胶黏剂的某些性能,如提高耐热性、弹性模量、降低成本等。在胶黏剂中适当地加入填料,可相对减少树脂的用量。加入微纳米填料可起到增稠作用,避免胶液在固化过程中流动而造成缺胶,纤维状颗粒填料该作用比较显著。填料微纳米化对胶黏剂力学性能、物理机械性能、固化过程、老化性能等都有影响。

2.2.2填充方法及问题

1)方法。微纳米填料填充胶黏剂的传统方法有:共混法、原位聚合法、插层复合法、溶胶-凝胶法。如今,随着科技的发展,填充方法也有了新进展。将微纳米填料粒子、纳米纤维、纳米碳管等经适当处理后以不同方法添加到胶黏剂基体中可大幅度提高其综合性能,是高性能胶黏剂基体改性的一种新方法和新途径。目前高性能胶黏剂多元复合体系主要有以下两种形式:①胶黏剂基体多元复合;②材料多元复合。2)应注意的问题。微纳米分散体系极易发生团聚,且机械手段很难将其打开分散。因此,如何使微纳米填料粒子在胶黏剂基体中达到良好的反弹,是最关键的问题。可以对微纳米填料粒子进行表面处理,以改善例子的分散性、耐久性。

2.3微纳米技术与医药制剂

药物制剂技术是指在药剂学理论指导下的药物制剂生产与制备技术,是药剂学理论在药品生产制备过程中的体现和应用。

2.3.1在西药中的应用

1)基本概念。药物微纳米技术是分体技术的一个重要分支。对药物进行微纳米化处理是医药品提高药效的基础,西药微纳米化可提高药物的生物利用度,降低用药量。纳米药物的优越性在于:①能直接通过毛细血管壁,可作为口服制剂,也可作为注射制剂。②易于实现靶向给药,能够通过一定的化学或生物修饰,把药物运送到特定的组织细胞内进行释放,实现主动靶向。2)西药微纳米化的方法。化学法是最为普遍的方法之一。一些西药微纳米化的特殊化学合成方法如:液相沉淀法、聚合反应法、微乳化反应法。除了化学法,超临界法现在也受到普遍关注。

2.3.2在现代中药中的应用

在中药领域,微纳米技术是一项新技术。微米中药及其相关技术的应用可促进中药剂型和产品形式的多样化,从而满足不同层次病人的要求。中药微纳米化的方法。超细粉碎法是主要方法,其是根据药物的形式和粉碎器械的性能而设计选用的操作技术。为了减少粉碎过程药物的粘附,有时在药物中加入少量添加剂。粉碎法有:自由粉碎与闭塞粉碎、循环粉碎与开路粉碎、干法粉碎、湿法粉碎、低温粉碎。

3总结

随着微纳米技术与微纳米材料的引入,在精细化工领域出现了很多新方法,也造成很多待解决的新问题。本文在涂料、胶黏剂、医学制剂三方面对微纳米技术的作用进行了概述。

参考文献

[1]李凤生等.超细粉体技术.北京:国防工业出版社,2000.

[2]刘福春,韩恩厚,柯伟.纳米复合涂料的研究进展.材料保护.2001,34(2):1-5.

[3]胡涛,谭桂芳.纳米涂料应用研究进展.中国粉体技术,2005,6:45-47.

[4]刘成伦,徐峰.胶黏剂的研究进展.表面技术,2004,33(4):1-6.

[5]徐辉碧,杨祥良.纳米医药.北京:清华大学出版社,2004.

[6]李凤生,姜炜,付廷明.药物分体技术.北京:化学工业出版社,2007.