Los nanocompuestos de arcilla polimérica son materiales fabricados sintetizando polímeros, como los plásticos, con nanopartículas de arcilla. Este proceso produce un material que combina las propiedades de estas dos sustancias de nuevas formas. Los nanocompuestos tienen propiedades distintas que son exclusivas de su composición, y el campo de la nanociencia los produce para hacer que los materiales sean más útiles. Por ejemplo, se ha demostrado que los polímeros mezclados con nanopartículas de arcilla dispersas por toda su estructura tienen una alta resistencia a las llamas. Este desarrollo tiene el potencial de mejorar los productos ignífugos que ya están en el mercado.
Los compuestos regulares generalmente se componen de polímero a granel con la introducción de un segundo material de relleno y un tercer material interfacial, que ayuda a los dos primeros componentes del material a unirse. Sin embargo, estos compuestos tienden a producir enlaces débiles. En nanocompuestos de arcilla polimérica a nanoescala, el material de relleno solo necesita ser del uno al cinco por ciento del volumen total de los materiales. Cuando se dispersa uniformemente por todo el polímero huésped, convierte el polímero en su propio componente interfacial y aumenta las propiedades de cada uno. El diseño eficaz de nanocompuestos de arcilla polimérica incluye elecciones cuidadosas de arcillas y polímeros orgánicos, y la optimización del proceso de síntesis para ofrecer el mayor beneficio.
Hay varios silicatos minerales en capas que se utilizan típicamente en la producción de nanocompuestos de arcilla polimérica. Algunas son arcillas estrictamente orgánicas y otras son arcillas orgánicas / inorgánicas modificadas o combinadas, manipuladas para producir buenos nanomateriales. De las arcillas que han sido aprobadas por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), como la montmorillonita y la bentonita, la investigación previa ha permitido conocer los resultados que producen, su efectividad para reducir la absorción de gas y oxígeno y su uso aprobado como administración de medicamentos. sistemas o recipientes para alimentos y bebidas. En su estado natural, la montmorillonita es hidrófila, lo que significa que sus moléculas se disuelven fácilmente en agua, lo que facilita su mezcla con un polímero soluble en agua como el alcohol vinílico. Cuando el nanocompuesto de arcilla polimérica deseado incluye la combinación con un polímero no soluble, la montmorillonita modificada que se ha vuelto hidrófoba en la modificación podría ser la arcilla elegida.
Los polímeros que se han combinado con arcillas se cambian de varias formas. Sus propiedades de barrera se refuerzan en la resistencia al impacto y mecánicamente tienen más elasticidad. Además, los nanocompuestos de arcilla polimérica no son tan permeables a los gases y muestran más estabilidad térmica en condiciones de altas temperaturas. La industria de los termoplásticos utiliza nanocompuestos de arcilla polimérica para fortalecer los cinturones industriales y producir bolsas de polipropileno que pueden soportar un peso tremendo sin reventar. En una aplicación muy diferente, el tereftalato de polietileno (PET), una resina termoplástica nanocompuesta de arcilla polimérica, se utiliza para producir las botellas de refrescos que se pueden ver en los estantes de los supermercados.