Hvad er nanokompositter af polymer ler?
Polymer ler-nanokompositter er materialer fremstillet ved syntese af polymerer, såsom plast, med ler-nanopartikler. Denne proces producerer et materiale, der blander egenskaberne ved disse to stoffer på nye måder. Nanokompositter har forskellige egenskaber, der er unikke for deres sammensætning, og området for nanovidenskab producerer dem for at gøre materialer mere nyttige. F.eks. Har det vist sig, at polymerer, der er blandet med ler-nanopartikler, der er spredt i hele deres struktur, har høj flammemodstand. Denne udvikling har potentialet til at forbedre de flammehæmmende produkter, der allerede findes på markedet.
Regelmæssige sammensætninger består sædvanligvis af bulkpolymer med introduktionen af et andet fyldstofmateriale og et tredje grænseflademateriale, hvilket hjælper de to første materialekomponenter med at binde sammen. Disse sammensætninger har imidlertid en tendens til at producere svage bindinger. I nanokompositter i ler af polymer i nanoskala skal fyldstof kun være en til fem procent af materialernes samlede volumen. Når den er jævnt spredt over værtspolymeren, omdanner den polymeren til sin egen grænsefladekomponent og forårsager en forstørrelse af egenskaberne for hver. Effektiv design af nanokompositter af ler af polymer inkluderer omhyggelige valg af organiske lerarter og polymerer og optimering af synteseprocessen for at levere den største fordel.
Der er adskillige lagvise mineralsilikater, der typisk anvendes til fremstilling af polymere ler-nanokompositter. Nogle er strengt organiske lerarter, og andre er modificerede eller kombinerede organiske / uorganiske lerter, der er manipuleret til at producere gode nanomaterialer. Af ler, der er ryddet af Food and Drug Administration (FDA) - såsom montmorillonit og bentonit - har tidligere forskning frembragt viden om de resultater, de producerer, deres effektivitet i reduktion af gas- og iltabsorption og deres godkendte anvendelse som lægemiddelafgivelse systemer eller containere til mad og drikke. I sin naturlige tilstand er montmorillonit hydrofil, hvilket betyder, at dens molekyler opløses let i vand, hvilket gør det let at blande med en vandopløselig polymer, såsom vinylalkohol. Når den ønskede polymer-ler-nanokomposit indbefatter kombination med en ikke-opløselig polymer, kan den modificerede montmorillonit, der er blevet gjort hydrofob ved modificering, være lervalget.
Polymerer, der er blevet kombineret med ler, ændres på flere måder. Deres barriereegenskaber styrkes i slagstyrke, og mekanisk har de mere elasticitet. Yderligere er nanokompositter af ler af polymer ikke så permeabel for gasser og udviser mere termisk stabilitet under forhold med høj varme. Termoplastindustrien bruger nanokompositter af ler af polymer til at styrke industrielle bælter og fremstille polypropylenposer, der kan have en enorm vægt uden at sprænge. I en meget anderledes anvendelse bruges polyethylenterephthalat (PET), en polymer ler-nanokomposit-termoplastisk harpiks, til at fremstille læskedrikkeflasker, som man kan se foringer i dagligvareshylder.