Эксфолиация
Термин
эксфолиация
Термин на английском
exfoliation
Связанные термины
интеркаляция, композиционные материалы, полимерные, нанореактор, 2D, наноструктура, наночастица, расслаивание
Определение
процесс расслоения на единичные наноэлементы частиц наполнителя со слоистой структурой в матрице нанокомпозитного материала.
Описание
В последние годы интенсивно разрабатываются способы получения полимерных нанокомпозитов, содержащих в качестве наполнителей различные неорганические наноматериалы, такие как слоистые силикаты (глины: монтмориллонит, гекторит, каолин и др.), углеродные нанотрубки, наноалмазы детонационного синтеза.
Термин "эксфолиация" применяют при описании систем полимер-глина. Глины имеют слоистую структуру со слоями толщиной около 1 нм. Слои располагаются параллельно друг другу, формируя кристаллиты (тактоиды). В промежутках между слоями могут находиться молекулы воды и катионы металлов. Для получения нанокомпозитов интерес представляют главным образом те глины, тактоиды в которых способны диспергироваться на отдельные нанослои при определенной обработке. Результат "отшелушивания", когда удается полностью разделить тактоиды слоистого силиката на отдельные слои, и получил названия эксфолиация (см. также расслаивание). Для достижения эксфолиированного состояния глины необходима ее предварительная обработка c целью гидрофобизации и увеличения расстояния между пластинками. Для этого поверхность пластинок модифицируют поверхностно-активными веществами (с получением органоглины), или дифильными полимерами (полиэтиленоксидом, блок-сополимерами), которые проникают (интеркалируют) в пространство между пластинками. Смешение полимерного расплава с наполнителем, как правило, проводят в экструдере, хотя возможен вариант синтеза наполненного полимера непосредственно из смеси мономера и наполнителя.
При достижении полностью эксфолиированного состояния улучшаются механические свойства нанокомпозита, такие как жесткость, формоустойчивость, ударопрочность; повышается кислородный индекс; снижается газопроницаемость.
Авторы
Ссылки
Иллюстрации
|
Рис.1 - процесс формирования нанокомпозита полимер-глина. На первой стадии происходит образование тактоида - полимер окружает агломераты органоглины. На второй стадии (интеркаляция) происходит проникновение полимера в межслойное пространство органоглины, в результате чего происходит раздвижение слоев до 2-3 нм. На последней стадии происходит отшелушивание (эксфолиация). |
Разделы
Наноструктурированные полимеры, волокна и композиты на их основе
Высокодисперсные, высокопористые и другие традиционные материалы, включающие субмикронные фрагменты
Органические и полимерные наноматериалы и волокна
| Главная |