Influence of compatibilizer type, polypropylene molecular weigth and blending sequence on montmorillonite exfoliation in nanocomposites

Montmorillonite exfoliation in polymer matrix is a crucial factor for obtaining a material with improved barrier properties, reduced flammabi-lity, higher elastic modulus and tensile strength. One of the ways to obtain polypropylene based nanocomposite with montmorillonite involves an appli-cation of compatibilizcrs, for example maleic anhydride or acrylic acid grafted polypropylene. The effects of blending sequence, polypropylene molecular weight, and properties of a compatibilizer on exfoliation of montmorillonite were studied.

---

Nanokompozyty polipropylenu (PP) z montmorylonitem (MMT) otrzymywano stosując kompatybilizatory powodujące eksfoliację (rozwarstwianie) MMT; jako kompatybilizator zastosowano PP szczepiony bezwodnikiem maleinowym lub kwasem akrylowym (tabela 1). Zbadano wpływ warunków mieszania składników (PP, kompatybilizator, MMT), ciężaru cząsteczkowego matrycy PP oraz rodzaju i zawartości grup funkcyjnych w kompatybilizatorze na eksfoliację MMT badaną metodami elektronowej mikroskopii transmisyjnej (TEM, rys. 1), a także szerokokątowego rozpraszania promieni rentgenowskich (WAXS, rys. 2 i 3). Stwierdzono, że najistotniejszą rolę w procesie eksfoliacji MMT odgrywają typ kompatybilizatora warunki mieszania składników (temperatura, kolejność wprowadzania). PP szczepiony bezwodnikiem maleinowym okazał się znacznie bardziej skuteczny niż szczepiony kwasem akrylowym. Ciężar cząsteczkowy matrycy wywiera mniejszy wpływ na eksfoliację MMT. Zaobserwowany wpływ powyższych czynników na skuteczność eksfoliacji wobec badanych kompatybilizatorów zinterpretowano różnicami lepkości tych ostatnich w procesie przygotowywania ocenianych układów.