Kas ir polimērmāla nanokompozīti?

Polimērmālu nanokompozīti ir materiāli, kas izgatavoti, sintezējot polimērus, piemēram, plastmasu, ar māla nanodaļiņām. Šis process rada materiālu, kas jaunos veidos sajauc šo divu vielu īpašības. Nanokompozītiem ir atšķirīgas īpašības, kas ir unikālas to sastāvam, un nanozinātnes joma tos ražo, lai padarītu materiālus noderīgākus. Piemēram, ir pierādīts, ka polimēriem, kas sajaukti ar māla nanodaļiņām, kas izkliedētas visā to struktūrā, ir augsta liesmas izturība. Šī attīstība var uzlabot tirgū jau esošos liesmas slāpētājus.

Parastos kompozītmateriālus parasti veido lielapjoma polimērs, pievienojot otru pildvielu un trešo saskarnes materiālu, kas palīdz pirmajām divām materiāla sastāvdaļām savienoties kopā. Šie kompozītmateriāli tomēr mēdz radīt vājas saites. Polimērmālu nanokompozītos nano mērogā pildījuma materiālam jābūt tikai vienam līdz pieciem procentiem no kopējā materiālu tilpuma. Ja tas ir vienmērīgi izkliedēts visā saimniekpolimērā, tas pārvērš polimēru par savu saskarnes komponentu un izraisa katra īpašību palielināšanos. Efektīva polimērmālu nanokompozītu konstrukcija ietver rūpīgu organisko mālu un polimēru izvēli un sintezēšanas procesa optimizāciju, lai nodrošinātu vislielāko labumu.

Ir vairāki slāņaini minerālu silikāti, ko parasti izmanto polimērmāla nanokompozītu ražošanā. Daži no tiem ir stingri organiski māli, bet citi ir modificēti vai kombinēti organiskie/neorganiskie māli, ar kuriem manipulē, lai iegūtu labus nanomateriālus. No māliem, kurus ir atzinusi Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA), piemēram, montmorilonīts un bentonīts, iepriekšējie pētījumi ir devuši zināšanas par to radītajiem rezultātiem, to efektivitāti gāzes un skābekļa absorbcijas samazināšanā un to apstiprināto izmantošanu zāļu ievadīšanai. sistēmas vai pārtikas un dzērienu tvertnes. Dabiskā stāvoklī montmorilonīts ir hidrofils, kas nozīmē, ka tā molekulas viegli izšķīst ūdenī, padarot to viegli sajaucamu ar ūdenī šķīstošu polimēru, piemēram, vinila spirtu. Ja vēlamajā polimērmālu nanokompozītā ir apvienota ar nešķīstošu polimēru, māla izvēle varētu būt modificētais montmorilonīts, kas modifikācijā ir padarīts hidrofobs.

Polimēri, kas ir apvienoti ar māliem, tiek mainīti vairākos veidos. To barjeras īpašības ir nostiprinātas triecienizturībā, un mehāniski tām ir lielāka elastība. Turklāt polimērmālu nanokompozīti nav tik gāzu caurlaidīgi, un tiem ir lielāka termiskā stabilitāte augsta karstuma apstākļos. Termoplastu rūpniecībā izmanto polimērmālu nanokompozītus, lai stiprinātu rūpnieciskās jostas un ražotu polipropilēna maisiņus, kas spēj izturēt milzīgu svaru, neplīstot. Daudz atšķirīgā pielietojumā polietilēntereftalātu (PET), polimērmālu nanokompozītu termoplastiskus sveķus, izmanto, lai ražotu bezalkoholisko dzērienu pudeles, kuras var redzēt pārtikas preču plauktos.