Was sind Polymer Clay Nanocomposites?

Polymer Clay Nanocomposites sind Materialien, die durch Synthese von Polymeren wie Kunststoffen mit Ton-Nanopartikeln hergestellt werden. Durch diesen Prozess entsteht ein Material, das die Eigenschaften dieser beiden Substanzen auf neue Weise kombiniert. Nanokomposite haben unterschiedliche Eigenschaften, die für ihre Zusammensetzung einzigartig sind, und auf dem Gebiet der Nanowissenschaften werden sie hergestellt, um Materialien nützlicher zu machen. Beispielsweise wurde gezeigt, dass Polymere, die mit über ihre Struktur verteilten Tonnanopartikeln gemischt sind, eine hohe Flammwidrigkeit aufweisen. Diese Entwicklung hat das Potenzial, bereits auf dem Markt befindliche flammhemmende Produkte zu verbessern.

Regelmäßige Verbundwerkstoffe bestehen normalerweise aus Massepolymer, wobei ein zweites Füllmaterial und ein drittes Grenzflächenmaterial eingebracht werden, die die ersten beiden Materialkomponenten beim Zusammenkleben unterstützen. Diese Verbundstoffe neigen jedoch dazu, schwache Bindungen zu erzeugen. In Polymer Clay-Nanokompositen im Nanomaßstab muss das Füllmaterial nur ein bis fünf Prozent des Gesamtvolumens der Materialien ausmachen. Wenn es gleichmäßig über das Wirtspolymer verteilt ist, wandelt es das Polymer in seine eigene Grenzflächenkomponente um und bewirkt eine Vergrößerung der Eigenschaften von jedem. Das effektive Design von Polymer Clay-Nanokompositen umfasst die sorgfältige Auswahl organischer Tone und Polymere sowie die Optimierung des Syntheseverfahrens, um den größten Nutzen zu erzielen.

Es gibt mehrere Schichtsilikate, die typischerweise bei der Herstellung von Polymer Clay Nanocomposites verwendet werden. Einige sind ausschließlich organische Tone, andere sind modifizierte oder kombinierte organisch / anorganische Tone, die zur Herstellung guter Nanomaterialien manipuliert werden. Von den von der Food and Drug Administration (FDA) freigegebenen Tonen - wie Montmorillonit und Bentonit - haben frühere Forschungen Erkenntnisse über die von ihnen erzielten Ergebnisse, ihre Wirksamkeit bei der Reduzierung der Gas- und Sauerstoffaufnahme und ihre zugelassene Verwendung als Arzneimittelabgabe erbracht Systeme oder Lebensmittel- und Getränkebehälter. In seinem natürlichen Zustand ist Montmorillonit hydrophil, was bedeutet, dass sich seine Moleküle leicht in Wasser lösen und sich leicht mit einem wasserlöslichen Polymer wie Vinylalkohol mischen lassen. Wenn das gewünschte Polymer-Ton-Nanoverbundmaterial das Kombinieren mit einem nicht löslichen Polymer einschließt, kann der modifizierte Montmorillonit, der in der Modifikation hydrophob gemacht wurde, die Wahl des Tons sein.

Polymere, die mit Tonen kombiniert wurden, werden auf verschiedene Weise verändert. Ihre Barriereeigenschaften sind in der Schlagzähigkeit verstärkt und mechanisch elastischer. Darüber hinaus sind Polymer Clay-Nanokomposite für Gase weniger durchlässig und weisen unter Bedingungen hoher Hitze eine höhere Wärmestabilität auf. In der thermoplastischen Kunststoffindustrie werden Polymer-Ton-Nanokomposite verwendet, um industrielle Bänder zu verstärken und Polypropylen-Beutel herzustellen, die ein enormes Gewicht haben, ohne zu platzen. In einer ganz anderen Anwendung wird Polyethylenterephthalat (PET), ein thermoplastisches Polymer-Ton-Nanoverbundharz, zur Herstellung der Getränkeflaschen verwendet, die in den Lebensmittelregalen zu sehen sind.