Co jsou nanokompozity polymerní hmoty?

Nanokompozity polymerní jíly jsou materiály vyrobené syntetizací polymerů, jako jsou plasty, s jílovými nanočásticemi. Tento proces vytváří materiál, který mísí vlastnosti těchto dvou látek novými způsoby. Nanokompozity mají odlišné vlastnosti, které jsou jedinečné svým složením, a pole nanoscience je produkuje, aby byly materiály užitečnější. Například bylo prokázáno, že polymery smíchané s jílovými nanočásticemi rozptýlenými v celé své struktuře mají vysokou odolnost proti plameni. Tento vývoj má potenciál zlepšit u nehořlavých výrobků již na trhu.

Běžné kompozity jsou obvykle vyrobeny z velkoobjemového polymeru se zavedením druhého výplňového materiálu a třetího mezifázového materiálu, který pomáhá prvním dvěma složkám materiálu při vzájemném spojení. Tyto kompozity však mají tendenci vytvářet slabé vazby. U nanokompozitů z polymerové hlíny na nanokompozitu musí plnicí materiál činit pouze jedno až pět procent z celkového objemu materiálů. Když je rovnoměrně rozptýlen v hostitelském polymeru, promění polymer na svou vlastní mezifázovou složku a způsobí zvětšení vlastností každého z nich. Efektivní návrh nanokompozitů z polymerních jílů zahrnuje pečlivé volby organických jílů a polymerů a optimalizaci syntetizačního procesu tak, aby poskytoval největší výhody.

Při výrobě nanokompozitů z polymerové hlíny se obvykle používá několik vrstev minerálních silikátů. Některé jsou přísně organické jíly a jiné jsou modifikované nebo kombinované organické / anorganické jíly manipulované za účelem výroby dobrých nanomateriálů. Z jílů, které byly odstraněny Správou potravin a léčiv (FDA) - jako je montmorillonit a bentonit - předchozí výzkum přinesl znalosti o výsledcích, které produkují, o jejich účinnosti při snižování absorpce plynů a kyslíku a jejich schváleném použití jako dodání léků. systémy nebo nádoby na potraviny a nápoje. Ve svém přirozeném stavu je montmorillonit hydrofilní, což znamená, že se jeho molekuly snadno rozpustí ve vodě, což usnadňuje smíchání s ve vodě rozpustným polymerem, jako je vinylalkohol. Když požadovaný nanokompozit polymerní jíly zahrnuje kombinaci s nerozpustným polymerem, může být volbou jílu modifikovaný montmorillonit, který byl modifikován hydrofobně.

Polymery, které byly kombinovány s jíly, se mění několika způsoby. Jejich bariérové ​​vlastnosti jsou zesíleny rázovou houževnatostí a mechanicky mají větší elasticitu. Navíc nanokompozity polymerní jíly nejsou tak propustné pro plyny a vykazují vyšší tepelnou stabilitu za podmínek vysokých teplot. Průmysl termoplastů používá nanokompozity z polymerových jílů k posílení průmyslových pásů a k výrobě polypropylenových sáčků, které dokážou udržet obrovskou hmotnost bez prasknutí. V mnohem jiné aplikaci se k výrobě lahví na nealkoholické nápoje, které lze vidět na polici s potravinami, používá polyethylen tereftalát (PET), polymerní jílová nanokompozitní termoplastická pryskyřice.