Polymer-Ton-Nanokomposite sind Materialien, die durch die Synthese von Polymeren wie Kunststoffen mit Ton-Nanopartikeln hergestellt werden. Durch diesen Prozess entsteht ein Material, das die Eigenschaften dieser beiden Stoffe auf neue Weise vereint. Nanokomposite haben unterschiedliche Eigenschaften, die für ihre Zusammensetzung einzigartig sind, und das Gebiet der Nanowissenschaften produziert sie, um Materialien nützlicher zu machen. Zum Beispiel hat sich gezeigt, dass Polymere, die mit Tonnanopartikeln vermischt sind, die in ihrer gesamten Struktur dispergiert sind, eine hohe Flammbeständigkeit aufweisen. Diese Entwicklung hat das Potenzial, bereits auf dem Markt befindliche flammhemmende Produkte zu verbessern.
Reguläre Verbundwerkstoffe bestehen normalerweise aus Bulk-Polymer mit der Einführung eines zweiten Füllmaterials und eines dritten Grenzflächenmaterials, das die ersten beiden Materialkomponenten beim Verbinden unterstützt. Diese Verbundstoffe neigen jedoch dazu, schwache Bindungen zu erzeugen. Bei Polymer-Clay-Nanokompositen im Nanomaßstab muss Füllmaterial nur ein bis fünf Prozent des Gesamtvolumens der Materialien ausmachen. Wenn es gleichmäßig im Wirtspolymer dispergiert ist, verwandelt es das Polymer in seine eigene Grenzflächenkomponente und bewirkt eine Vergrößerung der Eigenschaften jedes einzelnen. Ein effektives Design von Polymerton-Nanokompositen umfasst eine sorgfältige Auswahl organischer Tone und Polymere und die Optimierung des Syntheseprozesses, um den größten Nutzen zu erzielen.
Es gibt mehrere geschichtete Mineralsilikate, die typischerweise bei der Herstellung von Polymerton-Nanokompositen verwendet werden. Einige sind streng organische Tone, und andere sind modifizierte oder kombinierte organische/anorganische Tone, die manipuliert wurden, um gute Nanomaterialien herzustellen. Von den Tonen, die von der Food and Drug Administration (FDA) freigegeben wurden – wie Montmorillonit und Bentonit – haben frühere Forschungen Erkenntnisse über die von ihnen erzielten Ergebnisse, ihre Wirksamkeit bei der Verringerung der Gas- und Sauerstoffaufnahme und ihre zugelassene Verwendung als Arzneimittelabgabe erbracht Systeme oder Lebensmittel- und Getränkebehälter. Montmorillonit ist in seinem natürlichen Zustand hydrophil, d. h. seine Moleküle lösen sich leicht in Wasser auf, wodurch es leicht mit einem wasserlöslichen Polymer wie Vinylalkohol vermischt werden kann. Wenn das gewünschte Polymerton-Nanokomposit das Kombinieren mit einem unlöslichen Polymer umfasst, könnte der modifizierte Montmorillonit, der in der Modifizierung hydrophob gemacht wurde, die Tonwahl sein.
Polymere, die mit Tonen kombiniert wurden, werden auf verschiedene Weise verändert. Ihre Barriereeigenschaften sind in der Schlagzähigkeit verstärkt und mechanisch haben sie mehr Elastizität. Darüber hinaus sind Polymer-Ton-Nanokomposite nicht so durchlässig für Gase und zeigen unter Hochtemperaturbedingungen eine höhere thermische Stabilität. Die thermoplastische Industrie verwendet Polymer-Ton-Nanokomposite, um Industriegurte zu verstärken und Polypropylenbeutel herzustellen, die ein enormes Gewicht halten können, ohne zu platzen. In einer ganz anderen Anwendung wird Polyethylenterephthalat (PET), ein thermoplastisches Polymer-Ton-Nanokompositharz, zur Herstellung von Erfrischungsgetränkeflaschen verwendet, die in Lebensmittelregalen zu sehen sind.