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展望纳米材料在铝门窗幕墙领域的应用

来源:中国幕墙网收集整理　作者:龙文志　日期:2006-1-18 　页面功能【字体：大中小】【打印】【投稿】【评论】

　　已成为历史的二十世纪，中国铝门窗幕墙发展迅猛，面临新的二十一世纪，步入WTO大门的中国铝门窗幕墙向哪里去？这是铝门窗幕墙领域每个企业和每个企业家面临的重大课题。答案只有一个：这就是朱总理在今年三月人代会所作的“十五”计划纲要中所指出的那样：我国产业结构的调整和升级，要突出高新技术和先进适用的技术改造和提升传统产业。针对铝门窗幕墙行业来讲：传统产业就是当前的各种系列的平开、推拉、隐形铝门窗，明框、隐框、金属板、石材、单元式和点支式等建筑幕墙及其相关的建材、配件等产业。目前能够突出应用于铝门窗幕墙的高新技术是计算机智能控制技术和纳米技术，本文仅展望纳米材料在铝门窗幕墙领域内的应用。
　　纳米是长度单位。1纳米是一米的十亿分之一。相当10个氢原子紧挨着排列起来的长度。
　　人类对客观世界的认识是不断发展的，从认识直接用肉眼能看到事物开始，逐渐发展到以原子、分子为对象的微观领域的认识，然而在宏观和微观之间，存在着一块近年来才引起人们极大兴趣的处女地，即所谓“介观”领域。物质在纳米“介观”领域内，由于小尺寸、量子隧道，比表面、界面四大效应，在电、磁、光、热、力学，催化和生物等方面，产生了许多奇异的崭新的特性，从而使纳米技术在电子、机械、生物、医药、材料等领域都得到了应用。纳米技术已成为二十一世纪的基础技术，它在高技术发展中的影响深度和广度，要超过计算机技术，可以说是一场新的技术单命。纳米技术将成为21世纪科技发展的制高点，现在正是发展纳米产业的千载难逢的机会，因此目前世界各国正纷纷抡占纳米产业这个巨大市场。美国去年投入近五亿美元，曰本也投入4.2亿美元，德国决定投资3.7亿美元，去年朱镕基总理会见中科院副院长白春礼表示，中国每年要投资5亿元人民币进行相关研究。今年一月中旬中国成立了“国家纳米科技协调指导委员会”，并组织专家起草了发展纳米科技纲要。纲要提出，除了支持现有纳米项目外，还要推动若干个纳米专项和核心实验室，在全国布局若干个纳米技术工程示范中心，建立若干个示范产业，辐射若干个相关产业。中国将全方位把纳米技术投向传统产业的各个领城，并和21世纪的高技术相结合，建立以纳米技术为主的一些纳米产业及产业链。
　　纳米技术的基础是纳米材料，其中比较成熟、产业化和商品化程度较高的是：纳米粒子和一些传统材料复合(杂化)而成的纳米材料，它们在铝门窗幕墙领域内的应用可展望如下：
(1)在玻璃中加入的纳米粒子后，玻璃韧性变好、强度提高、不影响透光性，并具有屏蔽紫外线和短波辐射功能，有可能替代传统的钢化玻璃和某些镀膜玻璃。
(2)等材料的纳米粉可以做成耐磨、耐腐蚀、耐老化，并且具有疏水、疏油、抗脏的自清洁涂层。它可能是当前的氟碳、聚胺脂、电泳、静电粉末等涂层的改良升级换代产品。
(3)传统陶瓷的脆性，是工业应用的障碍，添加等材料的纳米粉到微米或次微米陶瓷粉中，所复合而成的纳米结构陶瓷，其强度和韧性比传统陶瓷提高2～5倍，而且具有耐磨、耐腐蚀、耐高温的特殊性能，比重仅为钢的2/5，纳米结构陶瓷和纳米微晶玻璃在建筑幕墙领域，可能是天然石材和传统陶瓷的替代产品。
(4)在铝中加入1% 等材料纳米粒子，会使铝的强度和韧性提高一倍，可能是建筑铝型材和铝板生产企业提高产品性能的重要技术。
(5)纳米复合塑料的强度和韧性可与钢比美，而且易於加工、有抗静电、抗紫外线、不易老化等性能。纳米塑料的建筑型材，可能是传统塑料建筑型材的替代产品。
(6)添加纳米的新型橡胶材料不仅具有优越的力学性能，还可以根据需要设计具有特殊性能的新型功能橡胶。例如，通过控制颗粒时，可以制备对不同波段光敏感性不同的橡胶，既可以抗紫外线辐射，又可具有红外反射功能。
(7)通用塑料产量大、应用广、价格低，但性能逊于工程塑料。工程塑料的性能虽然优越，其价格较高。在通用塑料中加入纳米粒子能使其达到工程塑料的性能。如采用纳米技术对聚丙烯进行改性，其性能可达到尼龙6的性能指标，而成本却降低1/3，这样的产品如果实现工业化生产，将取得好的经济效益。
(8)纳米作为添加剂加入到粘合剂和密封胶中，使粘合剂的粘结效果和密封性都大大提高。其作用机理是在纳米的表面包覆一层有机材料，使之具有亲水性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米形成网络结构的胶体流动，固化速度加快，提高粘接效果，由于颗粒尺寸小，更增加了胶的密封性。

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