Hiện nay, các polyme blend đang được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, chúng còn tồn tại một số hạn chế như modul đàn hồi thấp, độ bền kéo đứt thấp, kém bền nhiệt, tính chất che chắn không cao, không bền với nhiều dung môi hữu cơ…. Để khắc phục những nhược điểm này của các polyme, người ta đưa vào các chất phụ gia có kích thước nano. Nhờ có kích thước nano nên các hạt nano có thể phân tán dễ dàng trong polyme nền. Khi đó, do sự tương tác giữa các hạt nano với các đại phân tử polyme nên hình thái cấu trúc của polyme bị thay đổi. Các hạt nano có thể cải thiện rõ rệt một số thuộc tính lý hóa của polyme. Tuy nhiên, để các hạt nano có thể mang lại những hiệu quả như trên, chúng ta phải phân tán đồng đều vào polyme nền. Do các hạt nano có khả năng kết tụ với nhau vì năng lượng bề mặt lớn nên cần phả tìm biện pháp tăng sự phân tán của các hạt nano nhằm cải thiện sự tương tác giữa phụ gia nano và polyme.
Sự phân tán tốt của hạt nano trong polyme nền có thể đạt được bằng cách thay đổi tính chất hóa học bề mặt của các hạt nano hoặc các phương pháp vật lý như quá trình trộn năng lượng cao và xử lý siêu âm. Sự khác nhau lớn về tính chất của polyme và silica thường là do sự phân cách pha. Hơn nữa, phản ứng và tương tác bề mặt giữa hai pha của nanocompozit là nhân tố quyết định đến tính chất của vật liệu sau này. Có nhiều phương pháp đã được sử dụng nhằm nâng cao tính tương thích giữa polyme (kị nước) và nanosilica (ưa nước). Phương pháp hay sử dụng nhất là biến tính silica trước khi cho phân tán trong polyme nền.
25
Có hai phương pháp thường được sử dụng để biến tính silica là phương pháp vật lý và phương pháp hóa học.
* Phương pháp vật lý: Dựa vào các lực vật lý yếu như lực Vandevan, lực tương tác tĩnh điện để tạo ra lớp che chắn bề mặt silica. Thực hiện bằng cách hấp phụ lên bề mặt silica các đại phân tử hoặc các chất hoạt động bề mặt. Nguyên tắc của việc xử lý bề mặt là sự hút bám của các nhóm thế có cực của hợp chất hoạt động bề mặt lên bề mặt silica bằng tương tác tĩnh điện. Một chất hoạt động bề mặt có thể làm giảm xu hướng kết tụ của các hạt silica bằng cách làm giảm lực vật lý và dễ dàng kết hợp với polyme nền. Tuy nhiên phương pháp biến tính này thường ít được sử dụng.
* Phương pháp hóa học: Là phương pháp biến tính silica dựa trên phản ứng của nhóm silanol trên bề mặt silica và nhóm chức của các hợp chất hữu cơ thích hợp (thường dùng nhất là các hợp chất silian), hình thành nên những liên kết hóa học bền vững như liên kết đồng hóa trị, liên kết ion giữa nhóm chức của bề mặt silica và nhóm chức của chất dung để biến tính.