基于层状无机化合物(如粘土)的混合材料的研究已经进行了相当长的一段时间，但由于这种纳米复合材料可以实现的特殊性能，该领域正重新受到人们的关注和活跃。 欧洲杯足球竞彩材料变量可控制和可产生深远影响的性质和属性最终纳米复合材料包括粘土的类型,选择粘土预处理,聚合物的选择组件和聚合物的方式纳入纳米复合材料。最后一点可能取决于现有的加工方法，以及潜在用户是综合聚合物制造商还是专业加工厂商。 粘土和粘土改性普通粘土是天然存在的矿物质，因此在其结构上受自然变化的影响。粘土的纯度会影响最终的纳米复合材料的性能。许多粘土是铝硅酸盐，它有片状(层状)结构，由二氧化硅组成O4四面体与氧化铝铝结合O6八面体以不同的方式存在。四面体与八面体的比例为2:1，形成蒙脱石粘土，其中最常见的是蒙脱石。其他金属如镁可以在晶体结构中取代铝。根据粘土的精确化学成分，薄片的表面和边缘都带有电荷，这种电荷被反离子平衡，反离子部分驻留在粘土的层间间隔中。层(血小板)的厚度是1纳米量级，纵横比很高，通常是100-1500。粘土片是真正的纳米颗粒。在纳米复合材料的背景下，重要的是要注意血小板的分子量（ca．1.3 x 108)比典型的商业聚合物大得多，这一特征在粘土基纳米复合材料的示意图中经常被错误描述。此外，血小板不是完全刚性的，但有一定的灵活性。粘土的表面积通常很高，可达数百米2每克。粘土的特点还在于它们的离子(如阳离子)交换能力，这种交换能力可以相差很大。粘土的带电特性的一个重要后果是，它们通常是高度亲水性的物种，因此自然与各种聚合物类型不相容。因此，聚合物-粘土纳米复合材料成功形成的必要前提是改变粘土的极性，使粘土“亲有机”。通过与烷基铵离子等有机阳离子的离子交换，可以从通常亲水的粘土中生成有机粘土。例如，在蒙脱土中，粘土中的钠离子可以被交换为一种氨基酸，如12-氨基十二烷酸(ADA): Na+粘土+ HO2C-R-NH3.+Cl-→。HO2C-R-NH3.+粘土+生理盐水 这种方法对特定纳米复合产品形式的形成有重大影响，这将在下面进一步讨论。尽管有机预处理增加了粘土的成本，但粘土是相对便宜的原料，供应限制最小。蒙脱土是形成纳米复合材料最常用的粘土类型;然而，其他类型的粘土也可以使用，这取决于产品所需的精确性能。这些粘土包括含有非常小的板块的皂石(镁硅酸盐)和合成粘土(例如水滑石)，它们可以以非常纯的形式产生，在板块上携带正电荷，而蒙脱石中则携带负电荷。 Synthet粘土基纳米复合材料的制备纳米复合材料的合成路线的选择取决于最终的材料是否以一种插层的或脱落的杂种(图1)在夹层的情况下，有机成分被插入粘土层之间，使层间间距扩大，但各层之间仍然具有明确的空间关系。在剥离结构中，粘土层被完全分离，每一层都分布在整个有机基质中。第三种选择是在聚合物基体中分散完整的粘土颗粒(tactoids)，但这只是将粘土作为传统填料的使用。欧洲杯猜球平台
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图1所示。由层状硅酸盐和聚合物形成插层和剥离的纳米复合材料(不结垢)。 |
有机-粘土杂化形成类型的影响因素近年来，人们对控制有机-粘土混合结构能否合成夹层结构或剥离结构的因素进行了广泛的研究。由于粘土纳米复合材料可以在各种性能上产生显著的改善，因此了解影响粘土分层的因素是很重要的。这些因素包括粘土的交换能力、反应介质的极性和层间阳离子(如离子)的化学性质。通过改变粘土的表面极性，离子允许聚合物前驱体在热力学上进入层间区域。离子协助粘土分层的能力取决于其化学性质，如极性。粘土上的离子负荷对成功也是至关重要的，应该记住，对于特定的应用，商业有机粘土可能没有最佳负荷。对于带正电的粘土，如水滑石，使用更便宜的阴离子表面活性剂取代了铵盐改性。根据聚合物的选择，可以使用其他类型的粘土改性，包括离子-偶极子相互作用，硅烷偶联剂的使用和嵌段共聚物的使用。 离子-偶极子相互作用的一个例子是插入一个小分子，如十二烷基吡咯烷酮到粘土中。熵驱动的小分子置换为引入聚合物分子提供了一条途径。利用硅烷偶联剂对粘土边缘进行修饰，可以克服粘土边缘与聚合物之间的不利相互作用。这些可以与经过离子处理的有机粘土一起使用。TNO(荷兰)提出了一种用聚合物增容粘土的替代方法，采用嵌段或接枝共聚物，其中共聚物的一种组分与粘土相容，另一种组分与聚合物基体相容。这在概念上类似于聚合物共混物的增容。典型的嵌段共聚物包括粘土相容的亲水嵌段和聚合物相容的疏水嵌段(图2)。
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图2。典型聚合物相容疏水嵌段的结构。 |
区块长度必须控制，不能太长。使用这种方法可以达到很高的去角质效果。 聚合物掺入正确选择改性粘土至关重要，以确保聚合物或其前驱体有效地渗透到粘土的层间间距，并导致所需的剥离或夹层产品。事实上，相容剂化学的进一步发展无疑是将这种纳米复合技术扩展到迄今为止成功的系统之外的关键。聚合物既可以作为聚合物本身，也可以作为聚合物通过聚合的单体原位以得到相应的聚合物-粘土纳米复合材料。第二种方法是迄今为止最成功的方法，尽管它可能限制了这些系统的最终适用性。聚合物可以通过熔融共混(例如挤压)或溶液共混来引入。熔融混合(复合)依赖于剪切来帮助分层粘土，效果可能不如原位剥离纳米复合材料的聚合。热固性和热塑性塑料都已被纳入纳米复合材料，包括: •尼龙长袜 •聚烯烃,如聚丙烯 •聚苯乙烯 •乙烯-醋酸乙烯(EVA)共聚物 •环氧树脂 •聚氨酯 •聚亚醯胺 •聚(乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(PET)) Clay-Nylon纳米复合材料最早的例子原位聚合方法是由丰田在粘土-尼龙纳米复合材料的合成上所做的工作，这可能仍然是研究最多的系统，包括拜耳和Ube的工作。在典型的合成过程中，ada改性粘土分散在己内酰胺单体中，己内酰胺单体聚合形成尼龙-6-粘土杂化物作为剥离复合材料。在完全剥落之前，可将单体插入粘土中。一般来说,低浓度的粘土(几%)都包含在这些纳米复合材料,部分是因为这通常是足以大幅修改所需的属性,还因为较高的粘土会负面地增加系统粘度导致加工性能差,虽然粘度增加剪切速率相关的。其他尼龙和共聚酰胺（如。尼龙-6/6,6)也被加入到粘土纳米复合材料中。可以将羟基等官能团引入到溴盐改性剂中，以改善与尼龙的相容性通过氢键-这可以导致理想的纳米复合材料性能的增强。 要想用其他类型的聚合物体系成功地去角质，可能需要类似的化学改性。在乙烯-乙烯醇(EVOH)共聚物中，羟化季铵离子的使用通过引入有利的羟基相互作用改善了粘土和EVOH之间的相容性。在聚丙烯(PP)纳米复合材料中，马来酸酐接枝PP作为相容剂。聚合引发剂可以固定在粘土血小板表面，这种方法已经扩展到苯乙烯自由基的活性聚合，其中与TEMPO自由基结合的引发剂附着在粘土血小板表面通过离子交换。 粘土基纳米复合材料中的高温热塑性塑料摘要从高温工程热塑性塑料制备纳米复合材料时，使用传统的离子改性粘土的一个主要限制是烷基铵物种在加工过程中的热不稳定性。由TNO开发的嵌段共聚物路线（见上)为这个问题提供了一个潜在的解决方案。如图3所示的咪唑盐也比铵盐更热稳定。
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图3。咪唑盐的结构。 |
另一种选择是使用磷盐代替铵盐，这可能导致有机粘土的降解温度从200-300℃提高°C > 300°C.完全合成的有机粘土，另一方面，粘土的热稳定性可以超过400°通过使用最后两种方法，Triton Systems成功地从高温树脂(如聚醚酰亚胺(PEI))中生产了纳米复合材料。纳米复合材料的形成为用廉价的“标准”工程树脂生产“特殊”工程树脂提供了一条潜在的途径。 未来未来的目标包括将这种纳米技术扩展到其他类型的聚合物体系，开发新的相容策略可能是先决条件。pvc基系统的生产仍有一段路要走，PET纳米复合材料的挑战仍有待解决。粘土纳米复合材料的玻璃增强纤维目前正在调查中。人们对导电粘土纳米复合材料的开发也很感兴趣。 |