Nanoclay hay nano-montmorillonit cũng là một vật liệu gia cường tiềm năng cho nhựa epoxy vì chúng có thể xếp thành các lớp mỏng bên trong nhựa. Sử dụng nanoclay làm chất gia cường có thể gia tăng tính chất cơ học cũng như độ bền dai cho nhựa epoxy [62-65].
Qi và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của nanoclay đến độ bền dai của nhựa epoxy [63]. Các loại nanoclay khác nhau như Cloisite 30B, Nanome I.30E và MMT- cetylpyridin clorit (CPC) được trộn với nhựa epoxy DGEBA và sau đó xác định độ bền dai của sản phẩm nanocompozit. Với vật liệu nanocompozit sử dụng 5,0 % CPC, độ bền dai tách lớp của nhựa tăng lên 165 %. Phân tích ảnh SEM cho thấy sự tăng độ bền dai của nhựa là do các hạt clay đã làm chậm quá trình lan truyền vết nứt.
Wang và cộng sự đã phân tán nanoclay vào nhựa epoxy bằng cách sử dụng các loại dung môi khác nhau [64]. Sản phẩm nhựa epoxy gia cường bằng clay đã silan hóa (SMC) được tổng hợp và đánh giá tính chất cơ học của chúng. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra mô đun Young và độ bền kéo đứt của nanocompozit tăng tuyến tính với hàm lượng SMC sử dụng. Độ bền kéo đứt của nhựa đạt cực đại khi hàm lượng SMC sử dụng là 2,0 lớn hơn nhựa epoxy nguyên chất 25%. Khi sử dụng 3,0 % SMC, giá trị này của nanocompozit cũng cao hơn so với nhựa epoxy (hình 1.16). Sự suy giảm độ bền kéo đứt của nhựa epoxy khi lượng SMC tăng lên là do liên kết yếu giữa các hạt nano và nhựa.
N.C Quyền, Bùi Chương và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của nanoclay I28E đến tính chất cơ học và mài mòn của hệ nhựa nền epoxy DER 331 đóng rắn bằng Metylhexahydrophtalic anhydrit. Hàm lượng nanoclay thích hợp xác định được là 2 pkl. Cường độ ứng suất tới hạn KIC tăng 158%, đạt 1,7 MPa.m1/2; độ bền
28
kéo đứt tăng 36%, đạt 68,7 MPa; độ mài mòn giảm 50%, đạt 9,4 mg so với hệ nhựa không có nanoclay. h ồi , G P a M P a đ u n đ àn bền kéo, M ô Đ ộ
Hình 1.16: Sự thay đổi của mô đun đàn hồi (a) và (b) độ bền kéo đứt của nhựa
nanoclay/ epoxy nanocompozit khi thay đổi hàm lượng clay [66]
Sự gia tăng mô đun Young của nhựa do sự định hướng của các màng nanoclay phân bố dọc theo hướng chịu tải. Các nghiên cứu độ bền dai của nhựa epoxy gia cường bằng nanoclay đều chỉ ra rằng hàm lượng sử dụng của nanoclay thích hợp ở quanh 5,0 %, cao hơn hàm lượng sử dụng CNT và graphen. Trong số các loại nanoclay, Closite 30B giúp cải thiện độ bền uốn tốt nhất cho nhựa epoxy [66].