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纳米二氧化硅在塑料中具有高强度、高流动性和小尺寸效应，可提高塑料制品的致密性、光洁度和耐磨性能。若通过适当的表面改性，则可以达到对塑料同时增强增韧的目的。在塑料工程中的应用将纳米SiO2作为添加剂添加到塑料中，不仅起到常规SiO2所起的补强效果，而且它还可使塑料具有许多新的特性。
将纳米SiO2用于对光学塑料的表面改性，可以在塑料表面形成硬涂层，改善塑料表面的耐磨性和抗划伤性。
纳米SiO2用于半透明塑料薄膜，可提高薄膜的透明度、强度和韧性，防水性能也大大提高，这类薄膜可以作为特殊用途的高级薄膜。
在塑料中，二氧化硅还可以作为阻燃剂使用。由于气相二氧化硅通过在凝聚相的物理过程提高了炭硅层的强度，使之能够阻止燃烧中热量和物质的传递。
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