Co to są nanokompozyty z gliny polimerowej?

Nanokompozyty z glinki polimerowej to materiały wytwarzane przez syntezę polimerów, takich jak tworzywa sztuczne, z nanocząstkami gliny. W wyniku tego procesu powstaje materiał, który łączy właściwości tych dwóch substancji w nowy sposób. Nanokompozyty mają różne właściwości, które są unikalne w ich składzie, a dziedzina nanonauki je wytwarza, aby uczynić materiały bardziej użytecznymi. Na przykład wykazano, że polimery zmieszane z nanocząstkami gliny zdyspergowanymi w całej ich strukturze mają wysoką ognioodporność. Rozwój ten może potencjalnie poprawić produkty ognioodporne już dostępne na rynku.

Zwykłe kompozyty zwykle składają się z polimeru w masie z wprowadzeniem drugiego materiału wypełniającego i trzeciego materiału międzyfazowego, który pomaga w połączeniu dwóch pierwszych składników materiału. Kompozyty te mają jednak tendencję do tworzenia słabych wiązań. W nanokompozytach z glinki polimerowej w skali nano materiał wypełniający musi stanowić tylko jeden do pięciu procent całkowitej objętości materiałów. Po równomiernym rozproszeniu w całym przyjmującym polimerze zmienia on polimer we własny składnik międzyfazowy i powoduje powiększenie właściwości każdego z nich. Skuteczne projektowanie nanokompozytów z gliny polimerowej obejmuje staranny dobór glin organicznych i polimerów oraz optymalizację procesu syntezy, aby zapewnić największe korzyści.

Istnieje kilka warstwowych krzemianów mineralnych zwykle stosowanych w produkcji nanokompozytów z glinki polimerowej. Niektóre są glinkami czysto organicznymi, a inne są modyfikowanymi lub łączonymi glinkami organicznymi / nieorganicznymi, poddanymi manipulacji w celu wytworzenia dobrych nanomateriałów. Spośród glinek, które zostały usunięte przez Food and Drug Administration (FDA) - takich jak montmorylonit i bentonit - wcześniejsze badania dostarczyły wiedzy na temat wyników, które wytwarzają, ich skuteczności w zmniejszaniu absorpcji gazu i tlenu oraz ich zatwierdzonego zastosowania jako dostarczania leku systemy lub pojemniki na żywność i napoje. W stanie naturalnym montmorylonit jest hydrofilowy, co oznacza, że ​​jego cząsteczki łatwo rozpuszczają się w wodzie, co ułatwia mieszanie z rozpuszczalnym w wodzie polimerem, takim jak alkohol winylowy. Gdy pożądany nanokompozyt glinki polimerowej obejmuje połączenie z nierozpuszczalnym polimerem, wybór glinki może być zmodyfikowany montmorylonit, który został zmodyfikowany jako hydrofobowy.

Polimery połączone z glinkami są zmieniane na kilka sposobów. Ich właściwości barierowe są wzmocnione w udarności, a mechanicznie mają większą elastyczność. Ponadto nanokompozyty z glinki polimerowej nie są tak przepuszczalne dla gazów i wykazują większą stabilność termiczną w warunkach wysokiej temperatury. Przemysł tworzyw termoplastycznych wykorzystuje nanokompozyty z glinki polimerowej do wzmacniania pasów przemysłowych i produkcji worków polipropylenowych, które mogą wytrzymać ogromną wagę bez pękania. W zupełnie innym zastosowaniu do produkcji butelek z napojami, które można zobaczyć podszewki półek spożywczych, stosuje się politereftalan etylenu (PET), nanokompozytową żywicę termoplastyczną z glinki polimerowej.