Mặc dù compozit là vật liệu đã có từ lâu, nhưng ngành khoa học về vật liệu compozit chỉ hình thành khi xuất hiện trong công nghệ chế tạo tên lửa ở Mỹ từ những năm 1950. Từ đó đến nay, nó đã phát triển mạnh mẽ và có sức ảnh hưởng lớn trên toàn thế giới. Vật liệu compozit với tính năng ưu việt như trọng lượng nhỏ nhưng chịu va đập, uốn, kéo tốt, chịu mài mòn tốt,… nên ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi để thay thế các loại vật liệu truyền thống (gỗ, thép…) trong nhiều ngành công nghiệp. Trong số các loại vật liệu compozit, polyme nanocompozit là một loại vật liệu mà trong đó các hạt độn có kích thước nanomet được phân tán vào mạng nền polyme. Năm 1993, vật liệu trên cơ sở epoxy/nanoclay lần đầu được chế tạo thành công bởi các nhà khoa học ở phòng thí nghiệm Nghiên cứu Phát triển của công ty Toyota, ứng dụng làm đai truyền động trong ô tô và thuật ngữ ‘nanocompozit’ lần đầu tiên được sử dụng [31]. Khi so sánh
22
với microcompozit thông thường, vật liệu polyme nanocompozit chế tạo được có các tính chất cơ học nổi bật hơn. Đến nay, vật liệu polyme nanocompozit được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: vật liệu xúc tác, vật liệu cảm ứng trường dùng cho các thiết bị điện và quang điện, làm pha tĩnh trong các cột sắc ký, màng bán thấm nhiệt, các loại màng để bọc thực phẩm, màng phủ chống ăn mòn…
Trong số các vật liệu polyme nanocompozit, polyme nền được gia cường bằng các hạt vô cơ biến tính nhằm kết hợp các ưu điểm của polyme như nhẹ, dễ tạo hình, với các tính chất đặc trưng ưu việt chỉ có ở hạt nano vô cơ. Nanocompozit góp phần mở rộng khả năng ứng dụng của chúng sang nhiều lĩnh vực như vật liệu cho quang học, vật liệu bền cơ, vật liệu điện, từ, vật liệu chống cháy…[28-30]. Tuy nhiên, một trong những vấn đề lớn cần giải quyết đó là các hạt nano luôn có khuynh hướng kết tụ do sự phân tán không đều trong nền polyme, dẫn đến làm giảm tính chất quang và độ bền cơ của nanocompozit. Để nâng cao khả năng phân tán của các hạt nano trong nền polyme, cần thiết phải biến tính hữu cơ hóa bề mặt của chúng [31-36].