Что такое нанокомпозиты из полимерной глины?

Нанокомпозиты из полимерной глины представляют собой материалы, изготовленные путем синтеза полимеров, таких как пластмассы, с наночастицами глины. Этот процесс производит материал, который смешивает свойства этих двух веществ по-новому. У нанокомпозитов есть отличные свойства, которые уникальны для их состава, и область нанонауки производит их, чтобы сделать материалы более полезными. Например, было показано, что полимеры, смешанные с наночастицами глины, распределенными по всей их структуре, обладают высокой огнестойкостью. Это развитие имеет потенциал для улучшения огнезащитных продуктов уже на рынке.

Обычные композиты обычно состоят из объемного полимера с введением второго материала наполнителя и третьего межфазного материала, который помогает первым двум компонентам материала соединяться вместе. Эти композиты, как правило, образуют слабые связи. В нанокомпозитах из полимерной глины в наномасштабе материал наполнителя должен составлять от одного до пяти процентов от общего объема материалов. При равномерном распределении по всему объему полимера он превращает полимер в свой собственный межфазный компонент и вызывает увеличение свойств каждого из них. Эффективный дизайн нанокомпозитов из полимерной глины включает тщательный выбор органических глин и полимеров, а также оптимизацию процесса синтеза, чтобы обеспечить наибольшую выгоду.

Существует несколько слоистых минеральных силикатов, обычно используемых для получения нанокомпозитов из полимерной глины. Некоторые представляют собой строго органические глины, а другие представляют собой модифицированные или комбинированные органические / неорганические глины, которыми манипулируют для получения хороших наноматериалов. Из глин, которые были очищены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), таких как монтмориллонит и бентонит, предварительные исследования позволили получить знания об их результатах, их эффективности в снижении поглощения газа и кислорода и их утвержденном использовании в качестве лекарственного средства. системы или контейнеры для еды и напитков. В своем естественном состоянии монтмориллонит является гидрофильным, то есть его молекулы легко растворяются в воде, что облегчает его смешивание с водорастворимым полимером, таким как виниловый спирт. Когда желаемый нанокомпозит полимерной глины включает объединение с нерастворимым полимером, модифицированный монтмориллонит, который был модифицирован гидрофобно, может быть выбором глины.

Полимеры, которые были объединены с глинами, меняются несколькими способами. Их барьерные свойства усилены в ударной вязкости, а механически они обладают большей упругостью. Кроме того, нанокомпозиты из полимерной глины не так проницаемы для газов и демонстрируют большую термостабильность в условиях высоких температур. Промышленность термопластов использует нанокомпозиты из полимерной глины для укрепления промышленных лент и производства полипропиленовых пакетов, которые могут выдерживать огромный вес без разрывов. В совершенно другом применении полиэтилентерефталат (ПЭТ), нанокомпозитная термопластичная смола из полимерной глины, используется для производства бутылок для безалкогольных напитков, которые можно увидеть на подкладках продуктовых полок.