Plastics_12_2012

w w w . p l a s t i c s . r u 169 СПЕЦТЕМА /БИО- И НАНОМАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 1 2 ( 1 1 8 ) 2 0 1 2 более крупными частицами того же хими- ческого состава. Значительную роль здесь играет форма и структура частиц. Однако одновременно с улучшением свойств материала возрастают и проблемы при его переработке. При достижении на- норазмерных показателей взаимодействие частиц материалов происходит на межмо- лекулярном уровне, и Ван-дер-Ваальсовы силы в норме приводят к образованию агло- мератов наночастиц. Если этого не удалось избежать, то вместо нанокомпозита будет получен материал, наполненный агломе- ратами, свойства которого далеки от ожи- даемых. Это одна из причин, по которым пока не существует композитов, высокона- полненных наночастицами. Как правило, для равномерного распределения частиц используется раствор-диспергент, который препятствует слипанию частиц и выступает «носителем» наполнителя при его введении в полимер. В то же время этот раствор воз- действует на полимерную матрицу, искажая ее характеристики. Следует отметить, что когда исследова- тели говорят об «оптимальной» концентра- ции наполнителя в композите, речь идет не столько о свойствах самого наполнителя, хотя его чистота, то есть бепримесность, очень важна, сколько о его взаимодействии с матрицей. В случае золь-гель метода речь идет о свойствах системы «растворитель-напол- нитель» на золь-этапе и ее «работе» в свя- зующем до момента полимеризации на гель-этапе. Другими словами, рекоменда- ция концентрации как «оптимальной» бу- дет действительна лишь для данной марки наполнителя, данной марки растворителя, данной марки связующего и конкретной методики введения наполнителя. На настоящий момент наиболее рас- пространены наноразмерный минеральный наполнитель, так называемая наноглина, и углеродные нанотрубки, которые исполь- зуются, в частности, как волокнистый на- полнитель, причем первый тип появился практически одновременно с самим словом «нанотехнологии», на рубеже 70-80-х годов прошлого века. Наноглина Наноглина — это семейство минераль- ных наполнителей на базе как естественных, так и искусственных материалов с весьма совершенной спайностью (способностью легко расщепляться на пластинки). Не- обходимо отметить, что минерал монтмо- риллонит, часто причисляемый к данному разряду веществ, — совсем не то же самое, что наноглина. Для того чтобы даже соот- ветствующим образом модифицированный органофильный монтмориллонит стал ча- стью нанокомпозита, его необходимо рас- слоить на мельчайшие пластинки, которые должны быть равномерно распределены в массе матрицы. Их толщина составляет по- рядка 1 нм, а размер стороны — около 50- 200 нм. Этот процесс осуществляется в несколь- ко этапов. На первой стадии образуется тактоид — полимер окружает агломераты органоглины. На второй стадии (интерка- ляция) полимер проникает в межслойное пространство органоглины, в результа- те чего происходит раздвижение слоев до 2-3 нм. На третьей стадии (частичная экс- фолиация) идет частичное расслоение и де- зориентация слоев органоглины. Последняя стадия — расшелушивание (полная эксфо- лиация). Именно в случае полной эксфо- лиации большей части наполнителя можно рассчитывать на получение нанокомпозита с заданными свойствами. Первоначально во время опытов япон- ской компании Unitika Ltd наноглина На правах рекламы