Khác với các loại vật liệu composit truyền thống là sử dụng các chất độn gia cường thông thường có kích thước hạt lớn cỡ vài micromet, vật liệu nanocomposit sử dụng chất độn gia cường có kích thước hạt cỡ nanomet. Do đó, vật liệu này có những tính chất cơ lý vượt trội hơn so với các dạng composit thông thường như: độ bền cơ học, khả năng biến dạng, tính chịu nhiệt, không tách pha…Vì vậy, công nghệ chế tạo polyme-clay nanocomposit có những nét đặc trưng riêng và bao gồm các giai đoạn sau:
- Lựa chọn khoáng sét chứa hàm lượng Mont cao. - Biến tính hữu cơ khoáng sét (Mont-hữu cơ).
Polyme Polyme-clay
- Tiến hành khuếch tán Mont-hữu cơ vào nền polyme bằng các phương pháp: phân tán - hấp phụ, trùng hợp chèn tách tại chỗ, phương pháp sol-gel, và phương pháp chèn tách nóng chảy [20].
Mục đích tạo nanocomposit trạng thái xen lớp (intercalated state) hoặc trạng thái tách lớp (exfoliated state).
Hiện nay, phương pháp hấp phụ ly tán hoàn toàn được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn cả.
∗ Phương pháp hấp phụ ly tán hoàn toàn (phương pháp dung dịch)
Hình 1.7. Sơ đồ minh họa sự hình thành polyme-clay nanocomposit theo
phương pháp dung dịch
Phương pháp này cần một hệ thống dung dịch polyme tương hợp và sét đã biến tính hóa học. Các lớp sét được tách thành từng lớp riêng lẻ, nhờ sử dụng một dung môi mà polyme có khả năng tan được. Các lớp silicat này do các lực yếu mà xếp chồng lên nhau có thể dễ dàng phân tán trong dung môi thích hợp. Rồi polyme đó hấp phụ lên những tấm phân lớp và khi dung môi bốc hơi, thì các tấm này sẽ được ráp lại, xen kẽ polyme để tạo thành một cấu trúc nhiều lớp có trật tự. Dưới quá trình này, cũng có thể thu được nanocomposit bằng sự trùng hợp nhũ tương, trong đó sét phân tán trong pha nước.