Cosa sono i nanocompositi di argilla polimerica?

I nanocompositi di argilla polimerica sono materiali realizzati sintetizzando polimeri, come la plastica, con nanoparticelle di argilla. Questo processo produce un materiale che fonde le proprietà di queste due sostanze in modi nuovi. I nanocompositi hanno proprietà distinte che sono uniche per la loro composizione e il campo della nanoscienza li produce per rendere i materiali più utili. Ad esempio, è stato dimostrato che i polimeri miscelati con nanoparticelle di argilla disperse nella loro struttura hanno un'alta resistenza alla fiamma. Questo sviluppo ha il potenziale per migliorare i prodotti ignifughi già presenti sul mercato.

I compositi regolari sono generalmente costituiti da polimero sfuso con l'introduzione di un secondo materiale di riempimento e un terzo materiale interfacciale, che aiuta i primi due componenti del materiale a legarsi insieme. Questi composti tendono, tuttavia, a produrre legami deboli. Nei nanocompositi di argilla polimerica su scala nanometrica, il materiale di riempimento deve essere solo dall'1 al 5 percento del volume totale dei materiali. Se uniformemente disperso nel polimero ospite, trasforma il polimero nel suo componente interfacciale e provoca un ingrandimento delle proprietà di ciascuno. La progettazione efficace dei nanocompositi di argilla polimerica comprende scelte accurate di argille e polimeri organici e l'ottimizzazione del processo di sintesi per offrire il massimo beneficio.

Esistono diversi silicati minerali a strati tipicamente utilizzati nella produzione di nanocompositi di argilla polimerica. Alcuni sono argille rigorosamente organiche e altri sono argille organiche / inorganiche modificate o combinate, manipolate per produrre buoni nanomateriali. Delle argille che sono state cancellate dalla Food and Drug Administration (FDA) - come la montmorillonite e la bentonite - le ricerche precedenti hanno prodotto la conoscenza dei risultati che producono, la loro efficacia nel ridurre l'assorbimento di gas e ossigeno e il loro uso approvato come consegna di farmaci sistemi o contenitori per alimenti e bevande. Allo stato naturale, la montmorillonite è idrofila, il che significa che le sue molecole si dissolvono facilmente in acqua, facilitando la miscelazione con un polimero solubile in acqua come l'alcool vinilico. Quando il nanocomposito di argilla polimerica desiderato include la combinazione con un polimero non solubile, la montmorillonite modificata che è stata resa idrofobica in modificazione potrebbe essere la scelta dell'argilla.

I polimeri che sono stati combinati con le argille sono cambiati in diversi modi. Le loro proprietà barriera sono rafforzate nella resistenza agli urti e meccanicamente hanno una maggiore elasticità. Inoltre, i nanocompositi di argilla polimerica non sono così permeabili ai gas e mostrano una maggiore stabilità termica in condizioni di calore elevato. L'industria dei termoplastici utilizza nanocompositi di argilla polimerica per rafforzare le cinture industriali e produrre sacchi di polipropilene che possono sostenere un peso enorme senza scoppiare. In un'applicazione molto diversa, il polietilene tereftalato (PET), una resina termoplastica a base di nanocomposito di argilla polimerica, viene utilizzato per produrre le bottiglie di bibite che si possono vedere rivestendo gli scaffali della drogheria.