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(jià)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(shí)提出來。石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，片層之間能夠相對(duì)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(shí)，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(gè)單位晶胞由兩個(gè)硅氧四面體晶片中間夾帶一個(gè)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(gè)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(jià)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(duì)此類復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)以及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)行為的深入研究，可以對(duì)高分子凝聚態(tài)物理中受限鏈行為的研究起到推動(dòng)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(jià)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.brainduality.com/html/2016/Info_1225/443.html
南通錦程塑業(yè)官方網(wǎng)站：http://www.brainduality.com/