Poli(metil-metakrilát) rögzítése Laponite rétegszilikát felületén nano-töltőanyagként való alkalmazásra
A polimer nanokompozitokban a töltőanyag legalább egyik dimenziója a nano mérettartományba esik. A nanokompozitok közül a rétegszilikát, azon belül is a szmektit (pl.: montmorillonit, hektorit) nanokompozitokat kutatják legintenzívebben. A szmektiteknek kizárólag egyik dimenziója esik nanométeres nagyságendbe, s így alaki tényezőjük (30-200), valamint fajlagos felületük (akár 750 m2/g) több nagyságrenddel meghaladja a hagyományos töltőanyagok ezen értékeit [1]. Ennek köszönhetően nagymértékű erősítő hatást és merevség növekedést várnak tőlük már kis töltőanyag tartalom (1-2 V/V%) esetén is [2]. Ugyanakkor ezeket a lehetőségeket eddig nem sikerült teljes mértékben kiaknázni, mivel a néhány mikronos porként forgalmazott töltőanyag polimer mátrixban történő diszpergálását (exfoliációját) polimer mátrixban számos tényező hátráltatja (pl.: nagy felületi feszültség, nagy átlapoló felületek, gyenge felületi adhézió).
Munkánk során célunk volt rétegszilikátok módosítása oly módon, hogy azok poli(metil-metakrilát) (PMMA) mátrixban nano mérettartományban diszpergálhatóak legyenek. Az általunk módosított rétegszilikát a Laponite XLG (XLG) szintetikus szmektit volt, melynek nátrium ionjait egy szerves akrilsav származékra, a 2-[(akriloil-oxi)-etil]-trimetil- ammónium ionra (AETA) cseréltük. Az ioncserélt XLG vizes diszperziójához különböző mennyiségű metil-metakrilátot adagoltunk. A metil-metakrilát ionos kötődését a szilikáthoz a láncindító monomerként alkalmazott AETA biztosította. A reakciót követően a felületkezelt szilikátot szűrtük (XLG-AETA-PMMA), majd termogravimetriával, valamint infravörös spektroszkópiával és röntgen diffrakcióval jellemeztük, valamint kompozitokat készítettünk belőle.
[1.] Hegyesi, N.; Vad, R.T.; Pukánszky, B.: Applied Clay Science, 146, 50-55 (2017).
[2.] Sinha Ray, S.; Okamoto, M.: Progress in Polymer Science, 28, 1539-1641 (2003).
szerző
-
Vad Richárd Tamás
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Hegyesi Nóra
tudományos segédmunkatárs, MTA TTK Anyag-és Környezetkémiai Intézet (külső) -
Dr. Pukánszky Béla
egyetemi tanár, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
