эксфолиация

Термин

эксфолиация

Термин на английском

exfoliation

Синонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

интеркаляция, композиционные материалы, полимерные, нанореактор, 2D, наноструктура, наночастица, расслаивание

Определение

процесс расслоения на единичные наноэлементы частиц наполнителя со слоистой структурой в матрице нанокомпозитного материала.

Описание

В последние годы интенсивно разрабатываются способы получения полимерных нанокомпозитов, содержащих в качестве наполнителей различные неорганические наноматериалы, такие как слоистые силикаты (глины: монтмориллонит, гекторит, каолин и др.), углеродные нанотрубки, наноалмазы детонационного синтеза. 

Термин "эксфолиация" применяют при описании систем полимер-глина. Глины имеют слоистую структуру со слоями толщиной около 1 нм. Слои располагаются параллельно друг другу, формируя кристаллиты (тактоиды). В промежутках между слоями могут находиться молекулы воды и катионы металлов. Для получения нанокомпозитов интерес представляют главным образом те глины, тактоиды в которых способны диспергироваться на отдельные нанослои при определенной обработке. Результат "отшелушивания", когда удается полностью разделить тактоиды слоистого силиката на отдельные слои, и получил названия эксфолиация (см. также расслаивание). Для достижения эксфолиированного состояния глины необходима ее предварительная обработка c целью гидрофобизации и увеличения расстояния между пластинками. Для этого поверхность пластинок модифицируют поверхностно-активными веществами (с получением органоглины), или дифильными полимерами (полиэтиленоксидом, блок-сополимерами), которые проникают (интеркалируют) в пространство между пластинками. Смешение полимерного расплава с наполнителем, как правило, проводят в экструдере, хотя возможен вариант синтеза наполненного полимера непосредственно из смеси мономера и наполнителя.

При достижении полностью эксфолиированного состояния улучшаются механические свойства нанокомпозита, такие как жесткость, формоустойчивость, ударопрочность; повышается кислородный индекс; снижается газопроницаемость.

Авторы

• Хохлов Алексей Ремович, д.ф.-м.н.
• Говорун Елена Николаевна, к.ф.-м.н.
• Гольдт Илья Валерьевич, к.х.н.

Ссылки

1. Pinnavaia T. J. & Beall G. W."Polymer-claynanocomposites", Wiley series in polymer science, New York, 2000
2. LeBaron P. C., Wang Z. & Pinnavaia T. J. Polymer-layered silicate nanocomposites: an overview // Appl. Clay Sci., 15(1-2), 1999 - pp.11-29

Иллюстрации

Рис.1 - процесс формирования нанокомпозита полимер-глина. На первой стадии происходит образование тактоида – полимер окружает агломераты органоглины. На второй стадии (интеркаляция) происходит проникновение полимера в межслойное пространство органоглины, в результате чего происходит раздвижение слоев до 2-3 нм. На последней стадии происходит отшелушивание (эксфолиация).

Теги

Разделы

Наноструктурированные полимеры, волокна и композиты на их основе
Высокодисперсные, высокопористые и другие традиционные материалы, включающие субмикронные фрагменты
Органические и полимерные наноматериалы и волокна

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)