a. Độ bền nhiệt:
Thụng thường độ bền nhiệt của vật liệu được đỏnh giỏ bằng phõn tớch nhiệt trọng lượng (TGA). Khi phộp phõn tớch được thực hiện trong mụi trường khớ trơ như: nitơ hoặc heli, thể hiện cho quỏ trỡnh phõn huỷ khụng cú sự tham gia của oxi, cũn trong trường hợp sử dụng khụng khớ, thỡ đú là quỏ trỡnh phõn huỷ vật liệu cú sự tham gia của oxi. Những nghiờn cứu đầu tiờn được cụng bố là của A. Blumstein vào năm 1965, trong đú khảo sỏt độ bền nhiệt của PMMA chốn lớp bằng montiorillonit (MMT). Kết quả cho thấy, với sự cú mặt của 10% MMT, nhiệt độ phõn huỷ của vật liệu tăng lờn khoảng 40-50oC so với polyme nền. Tiếp đú, vào những năm 90 của thế kỷ XX, cũng cú nhiều tỏc giả đề quan tõm đến độ bền nhiệt của vật liệu nanocompozit. Cỏc tỏc giả [30] đó khảo sỏt độ bền nhiệt TGA của vật liệu poly(dimetylsiloxan) khi cú 10% clay hữu cơ. So sỏnh với mẫu khụng cú mặt clay hữu cơ cho thấy, độ bền nhiệt của vật liệu nanocompozit ở nhiệt độ mất 50% trọng lượng tăng lờn 140o
C . Cỏc tỏc giả cho rằng, sở dĩ độ bền nhiệt vật liệu tăng lờn rừ rệt như vậy, là do hiệu ứng cản sự bốc hơi được hỡnh thành trong vật liệu (chủ yếu là silicat vũng) đó gõy ra hiện tượng này. Độ bền nhiệt vật liệu cũng tăng lờn đối với một số vật liệu nanocompozit chốn lớp được tạo thành bằng polyme hoỏ nhũ tương từ metyl metacrylat[30], styren[64], và epoxy[76] với sự cú mặt của Na-MMT.
Một yếu tố khỏc cũng cú ảnh hưởng khụng kộm đến độ bền nhiệt của vật liệu nanocompozit đú chớnh là polyme nền ban đầu, như trường hợp vật liệu poly(imit) nanocompozit tỏch lớp[65], độ bền nhiệt của nú ở 50% khối lượng chỉ tăng 25o
C, trong khi đú vật liệu PDMS nanocompozit tỏch lớp lại là 140oC. Từ đú cho thấy, cấu
trỳc hoỏ học và cơ chế phõn huỷ của polyme nền ban đầu đúng một vai trũ quan trọng đối với độ bền nhiệt của vật liệu.
b. Tớnh chất chống chỏy:
Tớnh chất chống chỏy của vật liệu nanocompozit được nghiờn cứu gần đõy trong nhúm của Gilman[97] và P. Kiliaris[57]. Phương phỏp thường dựng trong đỏnh giỏ cỏc hệ số làm giảm sự chỏy của vật liệu (tốc độ nhả nhiệt, pic giảm nhiệt, nhiệt lượng chỏy..) là năng lượng Cole. Thụng thường, mẫu được đặt gần nguồn lửa (thường ở 35 kW/m2) và tốc độ nhả nhiệt (HRR) cũng như tốc độ mất khối lượng được ghi nhận như một hàm số theo thời gian.
Kết quả khảo sỏt cho thấy hiệu ứng chống chỏy rừ rệt nhất là sự thu nhỏ của pic HRR, ngoài ra khớ và muội than cũng được đo lại. Ở vật liệu nylon-6 nanocompozit tỏch lớp pic HRR giảm 63% so với pic HRR của nylon-6 (hỡnh 1.19). Cỏc thớ nghiệm đo nhiệt lượng Cone cũng được tiến hành với một vài vật liệu nanocompozit khỏc như: Nylon-12 tỏch lớp (2% clay hữu cơ), poly(metylmetacrylat-co- dodecylmetacrylat) tỏch lớp[37], PS (3%) và PP(2%) dạng chốn lớp, đối với mỗi loại vật liệu này, đều thu được tớn hiệu pic HRR giảm, trong khi đú nhiệt lượng chỏy, khúi và khớ CO đều khụng tăng.
Những số liệu trờn cho thấy, sự làm chậm ngọn lửa khụng xảy ra theo một quỏ trỡnh trong pha khớ mà thường là sự thay đổi của quỏ trỡnh chỏy trong pha ngưng tụ. Cỏc thớ nghiệm đó thực hiện trờn cỏc thiết bị khớ hoỏ bức xạ [34] cho thấy hiệu ứng giảm chỏy của vật liệu nanocompozit chủ yếu cú được nhờ sự tạo thành của cỏc lớp than từ sự góy vụn của cấu trỳc nanocompozit tỏch lớp hoặc chốn lớp. Cấu trỳc nhiều lớp silicat này đó cú tỏc dụng như một chất cỏch ly và sự chuyển khối lượng, từ đú làm giảm sự bốc hơi cỏc sản phẩm bị phõn huỷ như đó thấy đối với Nylon-6 cũng như cỏc vật liệu nanocompozit nhiệt rắn khỏc [58].