a. Phương phỏp chốn lớp trong dung dịch
Trong phương phỏp này, clay được đưa vào trong dung dịch polyme và được khuấy trộn mạnh. Sau đú dung mụi sẽ chui vào giữa cỏc lớp clay và làm cho clay trương nở, khoảng cỏch cơ bản giữa cỏc lớp khoỏng sột tăng lờn, nhờ đú polyme dễ dàng chốn vào giữa cỏc lớp clay. Sau khi làm bay hơi dung mụi ta sẽ thu được polyme/clay nanocompozit (hỡnh 1.11). Dung mụi thường được sử dụng là: nước, clorofoc, toluen. Phương phỏp này thường được dựng để chế tạo polyme/clay nanocompozit ứng dụng làm lớp phủ bảo vệ.
Hỡnh 1.11. Quỏ trỡnh tạo thành vật liệu polyme/clay nanocompozit bằng phương phỏp chốn lớp trong dung dịch
Ưu điểm của phương phỏp này là khụng cần biến tớnh clay do dung mụi đúng vai trũ kớch lớp clay, làm tăng khoảng cỏch cơ bản giữa cỏc lớp. Tuy nhiờn, phương phỏp này cú nhược điểm là dung mụi sau khi được tỏch ra gõy ụ nhiễm mụi trường và ớt được sử dụng vỡ mục đớch kinh tế [86].
b. Phương phỏp chốn lớp ở trạng thỏi núng chảy
Trong phương phỏp này, clay hữu cơ và polyme được trộn ở nhiệt độ gia cụng trong cỏc thiết bị gia cụng polyme như: mỏy cỏn, mỏy đựn, mỏy phun. Trong quỏ trỡnh trộn, dưới tỏc dụng của ứng suất trượt, cỏc phõn tử polyme sẽ chốn vào giữa cỏc lớp của clay hữu cơ để tạo thành vật liệu polyme/clay nanocompozit. Quỏ trỡnh chốn lớp ở trạng thỏi núng chảy được mụ tả như hỡnh 1.12. Phương phỏp này thường được ỏp dụng cho cỏc polyme nhiệt dẻo và hiện đang là phương phỏp thụng dụng và kinh tế nhất để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit.
Hỡnh 1.12. Quỏ trỡnh chốn lớp ở trạng thỏi núng chảy
Nhựa nhiệt dẻo đầu tiờn sử dụng phương phỏp chốn lớp ở trạng thỏi núng chảy để chế tạo polyme nanocompozit là polystyren (PS). Người ta trộn PS ở dạng hạt với clay hữu cơ ở nhiệt độ trờn 165oC. Bằng phương phỏp nhiễu xạ tia X và kớnh hiển vi điện tử truyền qua, người ta đó chứng minh được sản phẩm thu được là polyme/clay nanocompozit [95].
Cho tới nay, người ta đó chế tạo thành cụng vật liệu nanocompozit polyme/clay từ hầu hết cỏc nền nhựa nhiệt dẻo như: polyetylen (PE), polypropylen (PP), nilon 6, poly(etylen terephtalat) (PET) [29]. Trong đú, PE và PP là 2 loại nhựa nhiệt dẻo được quan tõm nhiều nhất[16,20,31,42,48]. Trong quỏ trỡnh chế tạo, do đặc tớnh khụng phõn cực của cỏc polyolefin nờn chỳng rất khú tương hợp với clay hữu cơ, do vậy quỏ trỡnh chốn cỏc phõn tử polyme vào giữa cỏc lớp clay thường khú thực hiện. Để khắc phục
PE-g- AM
hiện tượng này, người ta tiến hành biến tớnh polyme bằng cỏch đưa cỏc nhúm phõn cực vào phõn tử polyme thụng qua phản ứng ghộp và sử dụng chất tương hợp cú chứa cỏc nhúm chức như: nhúm -OH, -CO… những nhúm này cú thể liờn kết tốt với clay, cũn mạch hydrocacbon của chất tương hợp thỡ tương hợp với nền polyme. Điển hỡnh nhất là biến tớnh PP, PE bằng anhydric maleic (AM) tạo ra PP và PE ghộp AM (PP-g- AM, PE-g-AM) và sử dụng chỳng làm vật liệu nền trong polyme/clay nanocompozit [41,55,80].
Phương phỏp chốn lớp ở trạng thỏi núng chảy cú ưu điểm hơn so với phương phỏp chốn lớp trong dung dịch vỡ phương phỏp chốn lớp ở trạng thỏi chảy khụng sử dụng dung mụi do vậy sẽ giảm tỏc hại đến mụi trường và sức khỏe con người.
Hỡnh 1.13. Sự hỡnh thành polyme/clay nanocompozit từ clay hữu cơ và nền nhựa PE biến tớnh