A nanorészecskék beépítése a műanyagokba lehetővé teszi nanoerősített anyagok gyártását, könnyebb és egyedi gyártású tulajdonságokkal.
Az összetett polimer anyag ötvözi a polimer mátrixot, amelyet általában műanyag mátrixnak neveznek. más alkatrészekkel. Például, az autóiparban általánosan használt kompozit anyag a PET (polietilén-tereftalát) rövid üvegszállal együtt. Amikor a polimer által hordozott megerősítés (példánkban az üvegszálak) a nanométeres tartományban (10–9 m; 9-szer kisebb, mint egy méter) az egyik dimenzióvá válik, az összetett anyagot nanokompozitnak.
Jelenleg a nanotechnológia fejlődése társadalmi visszhangot vált ki, különös tekintettel az orvostudományra, például a rákellenes új kezelések vizsgálatára. De Milyen hozzájárulást jelenthet a társadalom számára a nanokompozitok használata a jelenleg használt műanyagok helyettesítésére? A kérdés megválaszolásához meg kell változtatni a ? chipet ? és azt gondolni, hogy egy anyag tulajdonságai nagyon eltérhetnek az azonos anyag nanorészecske formájában megjelenő tulajdonságaitól. Mondhatni, hogy a méretskálán lefelé haladva a tulajdonságok skáláján megy feljebb. Például egy szén nanocső szakítószilárdsága (a maximális erő, amelyet egy anyag kibír, mielőtt elszakad) körülbelül 40-szer nagyobb, mint a teniszütők gyártásához használt szénszálak.
Ezenkívül figyelembe kell venni, hogy a javított tulajdonságok szinergiákat biztosíthatnak, vagyis, egynél több ingatlan növelhető (szén nanocsövek esetén elektromos vezetőképesség). Ez lehetővé teszi olyan testreszabott anyagok kifejlesztését, amelyek egyszerre felelnek meg a különböző műszaki követelményeknek.
A nanokompozitok használata lehetővé teszi az anyag könnyítését, az ezzel járó gazdasági és környezeti előnyökkel. A polimer mátrixba beépítendő nanorészecskék mennyisége a hagyományos erősítésekhez képest jelentősen csökken, az üvegszál 35 tömeg% -áról a nanorészecskék 3 tömeg% -ára (vagy kevesebb).
Jelenleg a nanokompozitok vagy nanorészecskék forgalmazása, amelyekkel ezeket az anyagokat kifejlesztik és megszerzik, megteszi az első lépéseket. Vannak már olyan kereskedelmi forgalomban lévő festékek, amelyek titán-oxid nanorészecskéket tartalmaznak, amelyek megadják számukra az öntisztulás tulajdonságait, vagy az autók belső terének alkatrészeit vagy a baktériumölő tulajdonságú ezüst nanorészecskéket tartalmazó készülékeket.
Az egyik tényező kulcsfontosságú a nanorészecskék maximális kihasználásához: helyes diszperziójuk a polimer mátrixban, amikor beépülnek a polimerekbe. Az ezen a területen végrehajtott fő kutatási projektek a nanorészecskék diszperziós és kompatibilizációs stratégiáinak tanulmányozására irányulnak a különböző mátrixokban, annak érdekében, hogy olyan javított tulajdonságú homogén terméket kapjunk, amelyet hagyományos erősítésekkel nem lehet elérni.
- Szén nanocsövekkel Nanokompozitokat fejlesztettek ki, amelyek szén nanocsöveket tartalmaznak egy TPE (sztirol-butadién-sztirol SBS alapú hőre lágyuló elasztomer) mátrixán. Ezzel a kombinációval sikerült javítani az anyag keménységét és elektromos vezetőképességét., valamint a modulus növelése a nanocsövek tartalmának növelésével. Attól függően, hogy milyen deformációnak van kitéve, az anyag elektromos tulajdonságai megváltoznak, így érzékelőként használható. Ha az anyag alakváltozása kritikus, akkor annak deformációs állapota egyszerű vezetőképesség-méréssel megismerhető.
- Molibdén alapú nanocsövekkel A poliamidon alapuló nanokompozitok és a molibdén alapú szervetlen nanocsövek keménységét növelik, és a kopás mértékét is 50% -kal javítják, vagyis csökken az anyag súrlódása vagy súrlódása miatti súlyveszteség a nanorészecskék nélküli anyaghoz képest. Ez a fejlesztés lehetővé teszi ezen anyagok használatát olyan alkatrészekben, amelyeknek különösen ellenállóaknak kell lenniük a kopásnak vagy a kopásnak, például a liftvezetőkben.
- Szilícium nanorészecskékkel Vegyen be foszforral módosított szilícium alapú nanorészecskéket egy PVC mátrixba javult az anyag tűzállósága. Ha ezt a fokozott polimert láng hatásának teszik ki, hosszabb ideig tart lebomlani vagy megolvadni, mint ugyanazon anyag nanorészecskék nélkül. Ezenkívül a ma alkalmazott más anyagokkal összehasonlítva a nanorészecskék nem tartalmaznak egészségre káros elemeket.
A zeolitokat egy polietilén mátrixba építik be, hogy műfű számára szálakat készítsenek. Növeli a polimer vízfelvevő és nedvességtartó képességét. Így egy ilyen fűvel készült sportpályát ritkábban kell öntözni, ezzel megtakarítva a vizet.
Cristina Crespo Technológiai koordinátor: Anyagok és papír tervezés és fejlesztés, Itainnova