I nanocompositi di argilla polimerica sono materiali realizzati sintetizzando polimeri, come la plastica, con nanoparticelle di argilla. Questo processo produce un materiale che fonde le proprietà di queste due sostanze in modi nuovi. I nanocompositi hanno proprietà distinte che sono uniche per la loro composizione e il campo della nanoscienza li produce per rendere i materiali più utili. Ad esempio, è stato dimostrato che i polimeri miscelati con nanoparticelle di argilla disperse in tutta la loro struttura hanno un’elevata resistenza alla fiamma. Questo sviluppo ha il potenziale per migliorare i prodotti ignifughi già presenti sul mercato.
I compositi regolari sono solitamente costituiti da polimeri sfusi con l’introduzione di un secondo materiale di riempimento e di un terzo materiale di interfaccia, che aiuta i primi due componenti del materiale a legarsi insieme. Questi compositi tendono, tuttavia, a produrre legami deboli. Nei nanocompositi di argilla polimerica su scala nanometrica, il materiale di riempimento deve essere solo dall’XNUMX al XNUMX% del volume totale dei materiali. Quando disperso in modo uniforme in tutto il polimero ospite, trasforma il polimero nel proprio componente interfacciale e provoca un ingrandimento delle proprietà di ciascuno. La progettazione efficace dei nanocompositi di argilla polimerica include scelte attente di argille e polimeri organici e l’ottimizzazione del processo di sintesi per offrire il massimo beneficio.
Esistono diversi silicati minerali stratificati tipicamente utilizzati nella produzione di nanocompositi di argilla polimerica. Alcuni sono argille rigorosamente organiche, e altri sono argille organiche/inorganiche modificate o combinate, manipolate per produrre buoni nanomateriali. Delle argille che sono state eliminate dalla Food and Drug Administration (FDA) – come la montmorillonite e la bentonite – la ricerca precedente ha prodotto la conoscenza dei risultati che producono, la loro efficacia nel ridurre l’assorbimento di gas e ossigeno e il loro uso approvato come somministrazione di farmaci sistemi o contenitori per alimenti e bevande. Nel suo stato naturale, la montmorillonite è idrofila, il che significa che le sue molecole si dissolvono facilmente in acqua, facilitando la miscelazione con un polimero idrosolubile come l’alcol vinilico. Quando il nanocomposito di argilla polimerica desiderato include la combinazione con un polimero non solubile, la montmorillonite modificata che è stata resa idrofoba nella modifica potrebbe essere la scelta dell’argilla.
I polimeri che sono stati combinati con le argille vengono modificati in diversi modi. Le loro proprietà barriera sono rafforzate nella resistenza agli urti e meccanicamente hanno più elasticità. Inoltre, i nanocompositi di argilla polimerica non sono permeabili ai gas e mostrano una maggiore stabilità termica in condizioni di calore elevato. L’industria dei termoplastici utilizza nanocompositi di argilla polimerica per rafforzare le cinghie industriali e produrre sacchetti in polipropilene che possono sostenere un peso enorme senza esplodere. In un’applicazione molto diversa, il polietilene tereftalato (PET), una resina termoplastica nanocomposita di argilla polimerica, viene utilizzato per produrre le bottiglie di bibite che si possono vedere sugli scaffali dei supermercati.