¿Qué son los nanocompuestos de arcilla polimérica?

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 maneras. 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 la llama. Este desarrollo tiene el potencial de mejorar los productos ignífugos que ya están en el mercado.

Los compuestos regulares generalmente están compuestos 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 entre sí. Sin embargo, estos compuestos tienden a producir enlaces débiles. En nanocompuestos de arcilla polimérica en la escala nano, 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 provoca un aumento de las propiedades de cada uno. El diseño efectivo 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 usan 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 producido conocimiento de los resultados que producen, su efectividad para reducir la absorción de gases y oxígeno y su uso aprobado como suministro de medicamentos. sistemas o envases de alimentos y bebidas. En su estado natural, la montmorillonita es hidrofílica, 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 elección de la arcilla.

Los polímeros que se han combinado con arcillas se cambian de varias maneras. Sus propiedades de barrera se fortalecen 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 alto calor. La industria de los termoplásticos utiliza nanocompuestos de arcilla polimérica para fortalecer las correas 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 de nanocomposición de arcilla polimérica, se usa para producir las botellas de refrescos que se pueden ver en los estantes de los supermercados.