1.4.1. Giới thiệu
Vật liệu compozit hữu cơ/vụ cơ đó được quan tõm nghiờn cứu trong một thời gian dài. Khi pha vụ cơ trong compozit cú kớch thước nano, người ta gọi đú là vật liệu nanocompozit. Vật liệu nanocompozit núi chung gồm một polyme hữu cơ kết hợp với cỏc hạt vụ cơ cú kớch thước nano. Điều đú cho phộp kết hợp cỏc ưu điểm của vật liệu vụ cơ như tớnh bền nhiệt, chống ma sỏt... và cỏc tớnh chất nổi bật của vật liệu hữu cơ như mềm dẻo, cỏch điện, dễ gia cụng... Hơn thế nữa, kớch thước nano của vật liệu cũn tạo ra những tớnh chất đặc biệt cho vật liệu compozit. Sự khỏc biệt đú là do sự tương tỏc pha
trong vật liệu nanocompozit tăng lờn rất nhiều lần so với vật liệu compozit truyền thống. Cỏc hạt nano vụ cơ sử dụng trong composite cú thể là cỏc hạt kim loại Au. Ag... oxit kim loại SiO2, TiO2, Al2O3..., bỏn dẫn PbS, CdS..
Hơn nữa, vật liệu nanocompozit là vật liệu thõn thiện với mụi trường, cú thể tỏi sử dụng mà vẫn duy trỡ được những đặc tớnh độc đỏo. Điều này hứa hẹn khả năng ứng dụng vật liệu nanocompozit trong tương lai.
1.4.2. Vật liệu nanosilica compozit
Thực tế, trong cỏc loại vật liệu polyme nanocompozit, thỡ vật liệu polyme nanosilica được nghiờn cứu nhiều nhất với nhiều bỏo cỏo, nghiờn cứu được cụng bố và đó được ứng dụng vào trong một số cỏc lĩnh vực của đời sống. So với cỏc hạt nano khỏc, nanosilica cú ưu điểm là dễ phõn tỏn hơn trong cỏc polyme. Mặt khỏc, do đặc tớnh dễ tổng hợp, sẵn cú, giỏ thành rẻ cựng với những tớnh chất bề mặt đặc trưng của hạt nanosilica nờn chỳng cú cỏc ứng dụng đa dạng; đặc biệt trong việc nghiờn cứu chế tạo vật liệu nanocompozit.
Kết quả nghiờn cứu tớnh chất quang của vật liệu nanocompozit trờn cơ sở của hỗn hợp polyester/nanosilica cho thấy cú sự gia tăng cường độ hấp thụ và sự giảm độ truyền qua của bức xạ UV khi tăng hàm lượng nano SiO2 trong hỗn hợp. Tớnh chất này khụng xảy ra đối với vật liệu độn silica ở kớch thước micromet [7].
Kết quả nghiờn cứu tớnh chất cơ học, độ bền, tớnh đàn hồi của nhựa epoxy biến tớnh, phối trộn với cỏc hạt nanosilica của vật liệu cho thấy tớnh đàn hồi của epoxy/nanosilica biến tớnh tăng lờn đỏng kể (>50%) so với nhựa epoxy thụng thường. Tớnh chất nhiệt của vật liệu được tỏc giả khảo sỏt bằng phương phỏp đo nhiệt lượng vi sai quột [39].
Nghiờn cứu chế tạo vật liệu nanocompozit trờn cơ sở hỗn hợp một pha, hai pha của cỏc nhựa polyeste khụng no và nanosilica đó được biến tớnh bề mặt cho thấy việc đưa hạt cầu nanosilica vào làm tăng độ cứng, mođun đàn hồi và tăng mạnh độ nhớt của hỗn hợp nhựa polyeste [18].
Trong lĩnh vực sơn phủ bảo vệ đó từ lõu người ta lợi dụng độ cứng cao của cỏc hạt silica làm chất phụ gia chống mài mũn và chống cào xước, làm lớp phủ ngoài cựng của ụ tụ, xe mỏy. Vớ dụ, hệ polyme acrylic/nanosilica khõu mạch quang cho độ bền mài mũn cao hơn hẳn hệ polyme acrylic/oxit nhụm sẵn cú [19], phenol fomandehyt axit húa/nanosilica cú khả năng tạo màng ngăn cỏch bảo vệ chống ăn mũn nhờ tương tỏc giữa màng và cỏc hạt silica [15]. Lợi ớch chớnh của cỏc vật liệu này là cú độ bền cao với chiều dày màng rất mỏng. Cỏc lớp phủ nanocompozit trờn cơ sở acrylat/nanosilica cũng được ứng dụng rộng rói cho cỏc lớp ngồi cựng của vỏ mỏy, cỏc loại vỏn trượt…nhờ khả năng chịu mài mũn cao và giữ được nguyờn vẹn tớnh trong suốt và bền với thời tiết của màng [42].