Вграждането на наночастици в пластмасите позволява производството на подсилени с нано материали, по-леки и с персонализирани свойства.
Композитният полимерен материал съчетава полимерна матрица, обикновено наричана пластмасова матрица с други компоненти. Например, композитен материал, често използван в автомобилната индустрия, е PET (полиетилен терафталат) заедно с къси фибростъкло. Когато армировката, носена от полимера (стъклените влакна в нашия пример), стане един от нейните размери в диапазона от нанометри (10 -9 m; 9 пъти по-малък от един метър), композитният материал се нарича нанокомпозит.
В момента напредъкът в нанотехнологиите придобива социални последици, особено тези, фокусирани върху медицината, като разследването на нови лечения срещу рак. Но Какъв принос може да има използването на нанокомпозитите за обществото като заместители на използваните в момента пластмасови материали? За да отговорите на този въпрос е необходимо да смените ? чипа ? и да се мисли, че свойствата на даден материал могат да бъдат много различни от тези на същия материал под формата на наночастица. Може да се каже, че слизайки надолу по скалата на размера, вие се изкачвате по скалата на свойствата. Например, въглеродната нанотръба има якост на опън (максималната сила, която материалът може да издържи преди да се счупи), приблизително 40 пъти по-висока от въглеродните влакна, използвани при производството на тенис ракети.
Освен това трябва да се има предвид, че подобрените свойства могат да осигурят полезни взаимодействия, т.е., повече от едно свойство могат да бъдат увеличени едновременно (в случай на въглеродни нанотръби, електропроводимост). Това прави възможно разработването на специално изработени материали, които едновременно отговарят на различни технически изисквания.
Използването на нанокомпозити позволява да се изсветли материалът, с икономическите и екологични ползи, които това води. Количеството наночастици, които трябва да бъдат включени в полимерната матрица, е значително намалено в сравнение с традиционните армировъчни материали, преминавайки от 35 тегловни% фибростъкло до 3% (или по-малко) тегловно наночастици.
В момента комерсиализацията на нанокомпозити или наночастици, с които да се разработят и получат тези материали, прави първите си стъпки. Вече има търговски бои, които съдържат наночастици от титанов оксид, които им дават свойството да се самопочистват или компоненти от интериора на автомобили или електрически уреди със сребърни наночастици с бактерицидни свойства.
Един фактор е от ключово значение за извличането на максимума от наночастиците: правилната им дисперсия в полимерната матрица, когато те са включени в полимерите. Основните изследователски проекти, които се извършват в тази област, са фокусирани върху изучаването на дисперсионните и комбиниращи стратегии на наночастиците в различните матрици, за да се получи хомогенен продукт с подобрени свойства, които не могат да бъдат постигнати с конвенционални армировки.
- С въглеродни нанотръби Разработени са нанокомпозити, включващи въглеродни нанотръби върху матрица от TPE (термопластичен еластомер на база SBS стирен-бутадиен-стирен). Тази комбинация е успяла да подобри свойствата на твърдост и електропроводимост на материала., както и увеличаване на модула чрез увеличаване на съдържанието на нанотръби. В зависимост от деформацията, на която е подложен, електрическите свойства на материала се променят, така че той може да се използва като сензор. Когато деформацията на материала е критична, състоянието му на деформация може да бъде известно чрез просто измерване на проводимостта.
- С нанотръби на основата на молибден Нанокомпозитите на основата на полиамид с неорганични нанотръби на базата на молибден придобиват твърдост и също така подобряват степента на износване с 50%, т.е.загубата на тегло поради триене или триене на материала намалява в сравнение с материала без наночастици. Това подобрение ще позволи използването на тези материали в компоненти, които трябва да бъдат особено устойчиви на износване или износване, като водачи на асансьора.
- Със силициеви наночастици Включете наночастици на базата на силиций на фосфорно съединение в PVC матрица подобрена устойчивост на материал към огън. Когато този подобрен полимер е подложен на действието на пламък, отнема повече време да се разложи или стопи от същия материал без наночастици. Освен това, в сравнение с други вещества, използвани днес, наночастиците не съдържат елементи, които са вредни за здравето.
Зеолитите са включени в полиетиленова матрица, за да се направят влакна за изкуствена трева. Способността на полимера да абсорбира водата и да задържа влагата се увеличава. По този начин, спортно игрище, направено от този вид трева, трябва да се полива по-рядко, като по този начин се пести вода.
Кристина Креспо Технологичен координатор: Проектиране и разработване на материали и хартия в Itainnova