Vad är nanokompositer av lera av polymer?

Polymerlera-nanokompositer är material som tillverkas genom syntetisering av polymerer, såsom plast, med lera-nanopartiklar. Denna process producerar ett material som blandar egenskaperna hos dessa två ämnen på nya sätt. Nanokompositer har distinkta egenskaper som är unika för deras sammansättning, och området för nanovetenskap producerar dem för att göra material mer användbara. Exempelvis har polymerer som är blandade med lera-nanopartiklar dispergerade genom deras struktur visat sig ha hög flamhärdighet. Denna utveckling har potential att förbättra de flamskyddande produkter som redan finns på marknaden.

Vanliga kompositer består vanligtvis av bulkpolymer med införandet av ett andra fyllmedelsmaterial och ett tredje gränsytmaterial, vilket hjälper de första två materialkomponenterna att bindas samman. Dessa kompositer tenderar emellertid att producera svaga bindningar. I nanokompositer av lera av polymer i nanoskala behöver fyllnadsmaterial endast vara en till fem procent av materialens totala volym. När den är jämnt spridd över värdpolymeren förvandlar den polymeren till sin egen gränsytekomponent och orsakar en förstoring av egenskaperna hos var och en. Effektiv design av nanokompositer av lera av polymer inkluderar noggranna val av organiska leror och polymerer och optimering av syntesprocessen för att ge den största fördelen.

Det finns flera skiktade mineralsilikater som vanligtvis används för att producera polymerlera-nanokompositer. Vissa är strikt organiska leror, och andra är modifierade eller kombinerade organiska / oorganiska leror, manipulerade för att producera bra nanomaterial. Av lerorna som har rensats av Food and Drug Administration (FDA) - som montmorillonit och bentonit - har tidigare forskning gett kunskap om de resultat de producerar, deras effektivitet för att minska gas- och syreupptag och deras godkända användning som läkemedelsleverans system eller behållare för mat och dryck. I sitt naturliga tillstånd är montmorillonit hydrofil, vilket innebär att dess molekyler upplöses lätt i vatten, vilket gör det enkelt att blandas med en vattenlöslig polymer, såsom vinylalkohol. När önskad nanokomposit av polymerlera inkluderar kombination med en icke-löslig polymer, kan den modifierade montmorilloniten som har gjorts hydrofob i modifiering vara lervalet.

Polymerer som har kombinerats med leror ändras på flera sätt. Deras barriäregenskaper förstärks i slaghållfasthet och mekaniskt har de mer elasticitet. Dessutom är nanokompositer av lera av polymer inte lika genomträngliga för gaser och uppvisar mer termisk stabilitet under högvärmebetingelser. Termoplastindustrin använder nanokompositer av lera av polymer för att stärka industriella bälten och producera polypropylenpåsar som kan hålla enorm vikt utan att spricka. I en mycket annorlunda applikation används polyetylentereftalat (PET), ett termoplastiskt harts av polymerlera-nanokomposit, för att tillverka läskflaskorna som man kan se fodervaror för livsmedelsbutiker.