Vật liệu compozit: là vật liệu tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau tạo
lên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ. Vật liệu compozit truyền thống chứa các loại cốt liệu gia cường như bột vô cơ, hữu cơ, các loại sợi... được phân tán trong pha liên tục hay là còn gọi vật liệu nền.
Vật liệu nanocompozit: là vật liệu compozit với hàm lượng chất gia cường
thấp (1-7%) và chất gia cường này phải ở kích thước nanomet. Với sự xuất hiện của các chất độn gia cường có kích thước nano đã tạo ra sự khác biệt rất lớn so với các chất độn thông thường. Trước hết là do kích thước nhỏ hơn hàng trăm đến hàng nghìn lần và khả năng tạo ra các tương tác vượt trội giữa pha liên tục với chất độn. Do có kích thước nano mà các chất độn gia cường này đã khắc phục được rất nhiều các hạn chế của vật liệu compozit truyền thống như độ trong, độ bền cơ lý được cải thiện, khả năng bền nhiệt tốt hơn... Khi phân tán đều các chất độn này trong nền polyme, chúng sẽ tạo ra diện tích tương tác lớn giữa các tiểu phân nano và nền polyme. Diện tích này có thể đạt đến hàng trăm m2/g. Khi đó, khoảng cách giữa các phân tử nano sẽ tương đương với kích thước của chúng và tạo ra những tương tác khác biệt khác so với các chất độn truyền thống.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Vật liệu vô cơ dùng trong nanocompozit gồm hai loại:
- Vật liệu có kích thước hạt nano như các hạt vô cơ Au, Ag, TiO2, SiO2. - Vật liệu có cấu trúc nano như bentonit, cacbon ống nano, sợi nano.
Pha gia cường ở kích thước nanomet được sử dụng trong lĩnh vực nanocompozit thường là hạt nano và cacbon ống nano (carbon nanotube). Các phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay để chế tạo vật liệu polyme nanocompozit là phương pháp trùng hợp, phương pháp trộn hợp, phương pháp dung dịch [5,8].
Vật liệu polyme/clay nanocompozit (vật liệu polyme/nanoclay compozit)
Trong số các vật liệu có kích thước hay cấu trúc nano thì nanoclay thu hút được sự quan tâm chú ý của rất nhiều các nhà khoa học bởi các đặc tính ưu việt của nó như diện tích bề mặt riêng lớn cỡ 700 800 m2/g, giá thành rẻ, dễ điều chế... Chỉ với một lượng nhỏ cỡ vài phần trăm khối lượng được đưa vào polyme người ta có thể nâng cao nhiều tính chất cơ lý của vật liệu, nâng cao khả năng chống cháy, hệ số chống thấm khí lên rất nhiều lần mà không làm tăng đáng kể trọng lượng, độ trong của vật liệu [12, 14, 16].
Polyme/clay nanocompozit có thể làm vật liệu chống cháy, ví dụ như một số loại nanocompozit của Nylon 6 - silicat, PS - silicat lớp…hay vật liệu dẫn điện như nanocompozit PEO/Li - MMT dùng trong pin, vật liệu phân hủy sinh học như PCL – MMT hay PLA – MMT.
Ngoài ra, khi các polyme như ABS, PS, PVA …được gia cường hạt nanoclay sẽ cải thiện đáng kể tính chất cơ lý của polyme và có những ứng dụng khác nhau như ABS - MMT làm khung xe hơi hay khung máy bay, PMMA - MMT làm kính chắn gió, PVA - MMT làm bao bì…
Các hạt nano clay được sử dụng trong sơn có thể cải thiện đáng kể tính chất như làm cho lớp sơn mỏng hơn, khả năng bảo vệ tốt hơn, bền hơn…[6, 9].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn