Charakterystyka wybranych nanonapełniaczy polimerowych

• Autorzy: Żenkiewicz M. , Richert J.

Warianty tytułu

EN

Properties of some nanofillers of polymers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono krótki przegląd literatury z zakresu budowy i właściwości nanonapełniaczy stosowanych w nanokompozytach polimerowych. W przemyśle przetwórczym tworzyw szczególne zainteresowanie wzbudza montmorillonit (MMT), będący krzemianem warstwowym i stanowiący główny składnik bentonitu. Płytki MMT składają się z dwóch zewnętrznych tetraedrycznych warstw ditlenku krzemu i środkowej warstwy oktaedrycznej zbudowanej z tlenku glinu lub magnezu. Grubość płytki MMT wynosi około 1 nm, a pozostałe jej wymiary zawierają się na ogół w przedziale od 200 do 1000 nm. Ponieważ MMT jest hydrofilowy musi być on modyfikowany poprzez wymianę kationów nieorganicznych znajdujących się w przestrzeni między płytkami na jony organiczne, najczęściej alkiloamoniowe. Celem modyfikowania jest zwiększenie odległości między płytkami MMT oraz poprawa adhezji między MMT i osnową polimerową.

EN

A short literature review concerning structure and properties of nanofillers used in polymer nanocomposites is presented. Layered silicates, especially montmorillonite (MMT) a major constituent of bentonites, are of particular interest in plastic industry. The layered structure of MMT consists of two silica tetrahedral sheets fused to one octahedral sheet of alumina (aluminum silicate) or magnesia (magnesium silicate). The lateral dimensions of these layers vary from 200 to 1000 nm and about 1 nm in thickness depending on the particular silicate. Because MMT is generally hydrophilic it must be treated with suitable chemicals to exchange the inorganic ions situated in the galleries between the layers with organic ions, mostly with alkylammonium ions. The aim of ion exchange reactions is to enlarge interlayer distance and improve adhesion between MMT and polymeric matrix.

Słowa kluczowe

PL

nanonapełniacz; nanokompozyt polimerowy

EN

nanofiller; polymer nanocomposite

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2009
• Tom: [R.] 15, nr 6
• Strony: 240--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żenkiewicz M.

autor

Richert J.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Wydział Matematyki, Fizyki i Techniki, Katedra Inżynierii Materiałowej, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. Geckeler K.E., Rosenberg E. (Eds.): “Functional Materials”, American Scientific Publishers, Stevenson Ranch 2006, chapter 15.
• 2. Mai Y.W., Yu Z.Z. (Eds.): „Polymer nanocomposites”, Woodhead Publishing Limited, Cambridge 2006, chapter 3.
• 3. Kelar K., Jurkowski B., Mendel K.: Montmorylonit wyodrębniony z bentonitu - modyfikacja i możliwości wykorzystania w polimeryzacji anionowej ε-kaprolaktamu do otrzymywania nanokompozytów, Polimery 2005, 50, nr 6, 449.
• 4. Luckham P.F., Rossi S.: The colloidal and rheological properties of bentonite suspensions, Adv. Coll. Int. Sci. 1999, 82, 43.
• 5. Buckman H.C.: „Gleba i jej właściwości”, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1971.
• 6. Bolewski A., Manecki A.: „Mineralogia szczegółowa”, Wydawnictwo Polskiej Agencji Ekologicznej, Warszawa 1993.
• 7. Manecki A.: „Encyklopedia minerałów”, Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2004.
• 8. Pat. USA, nr 3951850, (1976), Conversion of clay to its colloidal from by hydrodynamic attrition.
• 9. Pat. USA, nr 6050509, (2000), Method of manufacturing polimer-graded for use in nanocomposites.
• 10. Pat USA, nr 6596803 B2, (2003), Layered clay intercalates and exfoliates having low quartz content.
• 11. Pat USA, nr 6737464, (2004), Polymer nanocomposite comprising a matrix polymer and a layered clay material having a low quartz content.
• 12. Asselman T., Garnier G.: The role of anionic microparticles in a poly(acrylamide) - montmorillonite flocculation aid system, Coll. Surf. 2000, 170, 79.
• 13. Giannelis E.P., Krishnamoorti R., Manias E.: Polymer-silicate nanocomposites: model systems for confined polymers brushes, Adv. Polym. Sci. 1999, 138, 108.
• 14. Naraynan S., Deshpande K.: Aniline alkylation over solid amid catalysts, App. Cat. 2000, 199, 1.
• 15. Gołębiewski J.: Nanokompozyty polimerowe. Struktura, metody wytwarzania i właściwości, Przemysł Chemiczny 2004, 83/1, 15.
• 16. Utracki L.A.: Clay-containing polymeric nanocomposites, Rap. Technol. 2004, 73.
• 17. Opis zgłoszeniowy nr 328862: Kompozyty polimer-organoglinka i ich wytwarzanie, Biul. Urzędu Pat. 1999, nr 5 (657), 35.
• 18. Vaia R.A., Teukolsky R.K., Giannelis E.P.: Interlayer structure and molecular environment of alkyl ammonium layered silicates, Chem. Mater. 1994, 6, 1017.
• 19. Opis zgłoszeniowy nr 343567: Kompozyt polimerowy i sposób jego wytwarzania, Biul. Urzędu Pat. 2001, nr 18 (722), 46.
• 20. Varma R.S.: Clay and clay-supported regents in organic synthesis, Tetrahedron 2002, 58, 1235.
• 21. Busenberg E., Clemency C.V.: Determination of the cation-exchange capacity of clays and soil using ammonia electrode, Clays clay minerals 1973, 21, 213.
• 22. Mortland M.M., Mellor J.L.: Conductometric titration of soils for cation-exchange capacity, Soil Sci. Soc. Proc. 1954, 18, 363.
• 23. Usuki A., Kawasumi M., Kojima Y., Okada A., Kurauchi T., Kamigaito O.: Synthesis of nylon 6 - clay hybrid, J. Mater. Res. 1993, 8, 1179.
• 24. Alexandre M., Dubois P.: Polymers-layred silicate nanocomposites: preparation, properties and use of a new class of materials, Mater. Sci. Eng. 2000, 28, 1.
• 25. Lagaly G.: Intercalation of alkyl amines with different types of layered compounds, Solid State Ionics 1986, 22, 43.
• 26. Pérez-Santiano A., Trujillano R., Belver C., Gil A., Vicente M.A.: Effect of the intercalation conditions of a montmorillonite with octadecylamine, J. Coll. Inter. Sci. 2005, 284, 239.
• 27. Xiao W., Zhan M., Li Z.: Organically modifying and modeling analysis montmorillonites, Mater. Desig. 2003, 24, 455.
• 28. Chang J.-H., An Y.U., Cho D., Giannelis E.P.: Poly(lactic acid) nanocomposites: comparison of their properties with montmorillonite and synthetic mica (II), Polymer 2003, 44, 3715.
• 29. Gałęski A. (red.): Stan i perspektywy rozwoju materiałów polimerowych, CBMM PAN, Łódź 2008, rozdział 6.
• 30. Spasówka E., Rudnik E., Kijeński J.: Biodegradowalne nanokompozyty polimerowe. Cz. I. Metody otrzymywania, Polimery 2006, 51, nr 9, 617.
• 31. Gościański M., Maciejewski H., Guliński J., Leda H.: Badanie wpływu modyfikacji mineralnych napełniaczy proszkowych silanami na wybrane właściwości mechaniczne liniowego polietylenu małej gęstości, Polimery 2004, 49, nr 1, 15.