美國著名的增長咨詢公司弗若斯特沙利文近日發布了全球聚合物納米復合材料市場報告，認為納米復合材料是本世紀最有前景的材料。雖然這種材料誕生至今僅僅20多年，商業化用途尚處于發展初期，但正在實現經濟和技術上的重要突破。
在塑料母料中加入納米粒子可以優化其物理性能、導電及導熱性能。目前主要有三種納米粒子用于合成聚合物納米復合材料，分別為：納米黏土、碳納米管和碳納米纖維。
納米黏土復合材料
聚合物納米黏土復合材料是指用聚合物作為基體，黏土作為分散相，利用插層聚合、熔融插層等特殊工藝方法制備的納米復合材料，所用的黏土主要為天然蒙脫土。納米黏土一般用于通用樹脂改性。
弗若斯特沙利文公司在報告中稱，2006年全球納米黏土復合材料的銷售額約為2.3億美元，產量為3.14萬噸。預計2013年市場規模將達到15.3萬噸，年均增長率為25.3％。這種材料最大的兩個應用市場是汽車和包裝行業。2006年納米黏土復合材料約35％用在汽車行業，約38％用在包裝行業。
在汽車行業，納米復合材料適用的部件包括儀器儀表板、搖桿套、裝飾件、格柵、車蓋氣窗、儀器控制臺、座位上的泡沫材料、軸套、垂直和水平支柱、檔板、引擎蓋、風扇罩等。汽車油缸將成為未來納米黏土復合材料應用的新領域。塑料由于其輕質、價格低及設計靈活的特性替代了金屬材料用于汽車的油缸。在歐洲，幾乎90％左右的輕型汽車的油缸都是由塑料做的；在美國，這個比例約為77％；日本這個比例較低，僅為26％。無論是出于供應商的考慮還是用戶的需求，減少燃料泄漏是設計宗旨，而加入這種材料可以增強其阻隔性能并防止燃油泄漏。
包裝行業也逐漸應用上了納米黏土復合材料，因為它可以提高包裝的氣體阻隔性能。目前在包裝行業使用的納米黏土復合材料主要以尼龍作為聚合物基體。歐洲每年用于軟包裝的尼龍約為15萬噸，估計用于改性的納米黏土的用量約為7000噸。此外，歐洲市場每年EVOH（乙烯－乙烯醇共聚物，一種高阻隔性能包裝材料）的消耗量約為3萬噸，這種材料也有望被納米黏土復合材料所替代。主要的納米黏土復合材料生產商有巴斯夫、拜耳以及三菱瓦斯化學株式會社。
碳納米管復合材料
碳納米管及其他納米微粒由于具有良好的導電性、導熱性、結構強度和硬度及熱穩定性，其商業應用領域更為寬泛，但由于價格昂貴只能小批量生產。2006年，全球僅生產了1250噸碳納米管復合材料，預計2013年的產量將達到7722噸，年均增長率達29.7％。
全球約80％的碳納米管復合材料用在靜電消散（ESD）材料，而70％以上的ESD材料是用在汽車領域的。另外，ESD材料也可用于電子行業。預計未來電子行業的應用將占有更大的市場份額。
這種復合材料是碳納米管主要的用途，許多碳納米管復合材料的生產商自己生產碳納米管。目前美國的海波龍催化劑公司是全球最大的碳納米管復合材料生產商。
碳納米纖維復合材料
碳納米纖維與碳納米管在技術上沒有大的區別，只是在直徑上有所不同。2006年碳納米纖維復合材料的產量為333噸，預計2013年產量將達到1000噸，年均增長率為21.7％。抗靜電是碳納米纖維復合材料的主要用途，它常用于汽車車門和保險杠上的靜電噴涂。
面臨三大挑戰
近年來，全球納米復合材料市場發展迅速，在一些領域獲得廣泛應用。但在高速發展的同時，這種材料還面臨三大挑戰。
一是技術產業化問題。納米材料屬于高科技產品，技術研發都是在大學或者研究所的實驗室中進行的。這些專利技術商業化的程度和速度是影響市場發展的重要因素，因為從實驗室的技術到實現規模生產還需要解決許多技術上的問題，如剝離、純度和分散。
二是資本投資問題。技術和創新是聚合物納米復合材料市場的主要競爭優勢，謹慎的投資策略才可能造就成功。投資者在技術研發階段要有足夠的耐心才能在競爭中領跑。此外，目前納米復合材料的需求并不大，盲目的投資擴產會導致供大于求的局面。
三是技術挑戰問題。不同的納米復合材料面臨不同的技術挑戰，如納米黏土如何最優實現黏土剝離，碳納米管的分離問題等。另外，實現包裝的高阻隔效果也是技術的關鍵。只有突破這些難點，才能擴大納米復合材料的市場潛力。
