1.3. Giới thiệu về nanosilica
1.3.4.1. Biến tớnh bằng tương tỏc húa học
Biến tớnh bề mặt nanosilica bằng tương tỏc húa học đó dành được rất nhiều sự quan tõm kể từ khi phương phỏp này dẫn đến sự tương tỏc mạnh mẽ hơn rất nhiều giữa sự biến tớnh và hạt nanosilica. Cỏc phương phỏp húa học liờn quan đến sự biến tớnh hoặc với cỏc chất biến tớnh hoặc bằng cỏch ghộp polyme. Silan nối cỏc chất là cỏch được sử dụng nhiều nhất của cỏc chất biến tớnh. Chất biến tớnh thường cú thể thủy phõn và cú chức hữu cơ. Cấu trỳc của cỏc chất nối cú thể được miờu tả như RSiX3, trong đú X là đại diện cho cỏc nhúm thủy phõn, thường là clo, ethoxy, hoặc nhúm methoxy, R là nhúm cú thể cú nhiều chức hoạt động để đỏp ứng cỏc yờu cầu của polyme. Cỏc nhúm chức X phản ứng với nhúm hydroxyl trờn bề mặt SiO2, trong khi cỏc chuỗi alkyl cú thể phản ứng với cỏc polyme, silica kị nước cú thể thu được. Cỏc chất được sử dụng để biến tớnh bề mặt nanosilica phổ biến nhất là cỏc methacrylic acid propyl silan (MPS) [29]. Ngoài ra, cỏc polyme silan như: trimethoxysilyl P (MA – St) cũng đó được nghiờn cứu [40]. Cỏc chất biến tớnh khỏc như: Epichlorohydrin [24], TDI [24], 2 – Ethyl isocyanate [37], DGEBA, GMA,
AGE, Glycidyl phenyl ether (GPE) và Octadecylamine [30]…cũng được sử dụng. Ghộp cỏc chuỗi polyme với hạt nanosilica cũng là một phương phỏp hiệu quả để tăng tớnh kị nước của cỏc hạt và tăng tương tỏc bề mặt trong nano compozit.
Cú hai phương phỏp húa học chớnh gắn chuỗi polyme với bề mặt: liờn kết cộng húa trị của chức hoạt động cuối cựng của polyme với bề mặt và trong sự polyme húa monome với sự gia tăng monome của cỏc chuỗi polyme từ chất khơi mào cố định ban đầu. Đụi khi, ghộp polyme với hạt nanosilica cũng cú thể được xem như là polyme/nanosilica compozit.
Ngoài cỏc phương phỏp húa học được mụ tả trờn, ghộp polyme với hạt nanosilica cũng cú thể được thực hiện bằng phương phỏp bức xạ. Zhangandco và đồng nghiệp [43, 33] đó cụng bố một loạt cỏc nghiờn cứu bằng phương phỏp bức xạ và ghộp chất độn nanosilica để tạo thành nanosilica compozit.
Việc biến tớnh cỏc hạt nano thụng qua ghộp polyme đó rất hiệu quả để tạo thành nanocompozit vỡ:
- Tăng tớnh kị nước của cỏc hạt nano, làm cho chất độn và mạng lưới polyme cú thể trộn lẫn dễ dàng hơn.
- Cải thiện hiệu suất tương tỏc bề mặt bởi sự kết nối giữa cỏc phõn tử polyme ghộp trờn nanosilica và mạng lưới polyme.
Biến đổi mối quan hệ tớnh chất – cấu trỳc của nanocompozit bằng cỏch thay đổi điều kiện cỏc loại monome ghộp và cỏc điều kiện ghộp từ cỏc polyme ghộp khỏc nhau cú thể đem lại những đặc điểm khỏc của bề mặt chung.