插層劑應(yīng)與聚合物單體及高分子鏈具有強(qiáng)烈的相互作用這不僅有利于插層反應(yīng)的進(jìn)行，而且可以加強(qiáng)兩相間的界面粘接，有助于提高復(fù)合注塑加工材料的性能，最好具有可參與聚合的基團(tuán)，聚合物基體可以通過離子鍵同硅酸鹽片層相連接， 增加兩相間的相容性。其次價廉易得，可以工業(yè)化生產(chǎn)。
 
插層復(fù)合最初就是在研究石墨結(jié)構(gòu)時提出來。石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，片層之間能夠相對滑移，但石墨的片層是一種完整的晶體結(jié)構(gòu)，其他分子很難插層進(jìn)入片層間，尤其是體積大的長鏈結(jié)構(gòu)的高分子。雖然目前有關(guān)聚合物/石墨插層復(fù)合物的研究仍然有學(xué)者在做，但現(xiàn)在研究較多的是云母類硅酸鹽。
 
天然蒙脫土是片層狀結(jié)構(gòu)，層間距約1nm，層間是水合的Na+，Ca2+等可交換無機(jī)陽離子，這種親水的微環(huán)境不利于插層反應(yīng)的進(jìn)行。這樣就需要進(jìn)行離子交換，用有機(jī)陽離子改變蒙脫土片層的極性，降低硅酸鹽片層的表面能，以增加兩相間的親和性。這樣的有機(jī)陽離子就叫做插層劑。常用的插層劑為長鏈的季銨鹽，在改變蒙脫土層間微環(huán)境的同時，由于季銨鹽體系較大，進(jìn)入層間后可使層間距離擴(kuò)大，削弱了片層間作用力，因而有利于插層反應(yīng)的進(jìn)行。
 
云母類硅酸鹽每個單位晶胞由兩個硅氧四面體晶片中間夾帶一個鋁氧八面體晶片構(gòu)成三明治狀結(jié)構(gòu)，兩者之間靠共用氧原子接連。這種四面體和八面體的緊密堆積結(jié)構(gòu)使其具有高度有序的晶體排列，每層的厚度為1nm，具有很高的剛度，層間不易滑移。由于硅氧四面體中的部分和鋁氧八面體中的部分被Mg2+所同晶置換，因此在這些1nm后的片層表面產(chǎn)生了過剩的負(fù)電荷。
 
為了保持電中性，這些過剩的負(fù)電荷通過層間吸附的陽離子來補(bǔ)償。蒙脫土片層間通常吸附水合陽離子，他們很容易與有機(jī)或無機(jī)陽離子進(jìn)行交換，使層間距發(fā)生變化。間層可交換陽離子數(shù)即離子交換容量并不是越高越好，有很多無機(jī)物具有與蒙脫土相近的片層結(jié)構(gòu)，片層也帶負(fù)電性，片層中間也吸附有陽離子，但他們不容易與聚合物插層形成納米復(fù)合材料。因?yàn)槊擅撏恋钠瑢又虚g的CEC通常在60-120mmol/100g范圍內(nèi)，這是一個比較合適的離子交換容量。
 
插層型納米復(fù)合注塑加工材料在高分子凝聚態(tài)物理中也有獨(dú)特的研究價值，它提供了聚合物鏈高度受限于二維空間和聚合物刷子的理想模量。對此類復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)以及靜態(tài)、動態(tài)行為的深入研究，可以對高分子凝聚態(tài)物理中受限鏈行為的研究起到推動租用。插層復(fù)合所用填料需具備片層狀結(jié)構(gòu)，如硅酸鹽材料。
 
如果無機(jī)物的離子交換容量太高，極高的層間庫侖力使得無機(jī)物片層間作用力過大，不利于大分子鏈的插入。如果無機(jī)物的離子交換容量太低，無機(jī)物不能有效的與聚合物相互作用。不足以包裝無機(jī)物與聚合物基體的相容性。同樣不能得到插層納米復(fù)合材料，適宜的離子交換容量、優(yōu)良的力學(xué)性能及低廉的價格，使得蒙脫土成為制備PLS納米復(fù)合材料的首選礦物。
 
更多精彩文章：離子交換制備的材料結(jié)構(gòu),直接點(diǎn)擊。
http://www.jiohon.com/html/2016/Info_1225/443.html
南通錦程塑業(yè)官方網(wǎng)站：http://www.jiohon.com/