納米有機蒙脫土在與聚乙烯混合過程中剝離為納米尺度的結(jié)構(gòu)片層,均勻分散到聚乙烯基體中,從而形成納米聚乙烯。這種插層復(fù)合技術(shù)是基于在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上的技術(shù)革命,不需要新的高昂設(shè)備投資,操作方便,環(huán)境友好,容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。納米聚乙烯在加工過程中比聚乙烯熔化得快,加工溫度可低一些,由于納米復(fù)合低密度聚乙烯交聯(lián)電力電纜絕緣料能在稍低的溫度下熔化,而且熔化的時間微短,這正是生產(chǎn)交聯(lián)電纜料需要的也重要的關(guān)鍵工藝,這樣它可以大大減小電纜料的預(yù)交聯(lián),提高了加工安全性大幅提高電纜料的產(chǎn)品檔次,杜絕廢次品。

低密度聚乙烯粒料、蒙脫土、復(fù)合型交聯(lián)劑在密煉機中進(jìn)行密煉,由于復(fù)合交聯(lián)劑均為液體,密煉機轉(zhuǎn)子勻速攪拌混合,借助分子間作用力,交聯(lián)劑在聚乙烯與蒙脫土之間的粘著作用,液態(tài)交聯(lián)劑會很快的非常均勻地薄薄地涂覆在每一粒聚乙烯表面,納米蒙脫土也借助液體交聯(lián)劑均勻地被研磨粘附在聚乙烯顆粒表面。很快聚乙烯顆粒和蒙脫土在運動中因粒子間相互碰撞及物料與鍋壁以及攪拌轉(zhuǎn)子的運動摩擦和密煉機外部加熱而迅速升溫到 108 ~115C熔點熔融后,將抗氧劑等加工助劑按比例加入密煉機中進(jìn)行短時低速攪拌,將所有的樹脂、助劑實現(xiàn)理想熔融共混。

隨著人們安全和環(huán)保意識的增強,在塑料阻燃領(lǐng)域越來越重視綠色環(huán)保的無鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類金屬水合物表面極性很強,親水疏油,與非極性材料親和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基體中難以均勻分散,容易團(tuán)聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上才能達(dá)到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學(xué)性能。解決該問題的主要方法是對金屬水合物進(jìn)行表面改性,并盡量細(xì)化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。

經(jīng)過表面改性的MH和ATH在PP基體中分散均勻顆粒大都以原級顆粒形式分散于材料中。另一個行之有效的方法是,在體系中添加蒙脫土(MMT)等阻燃協(xié)效劑,以降低金屬水合物的添加量。MMT是一種納米級層狀硅酸鹽,添加到聚合物中,能降低燃燒時的熱釋放速率增加炭層連貫性。聚合物材料中直接添加無機MMT時,由于其與聚合物基體相容性較差,制備的復(fù)合材料性能往往難以達(dá)到實際應(yīng)用要求因此需對其進(jìn)行改性。

表面改性是指用物理、化學(xué)方法對粒子表面進(jìn)行處理，有目的地改變粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面原子層結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)、表面疏水性、電性、化學(xué)吸附和反應(yīng)特性等。這樣各種表面改性劑與顆粒表面化學(xué)反應(yīng)和表面覆處理改變顆粒的表面狀態(tài)，提高表面活性，從而改善或改變粉體的分散性、和高分子材料的相容性等。常用的表面改性劑有脂肪酸及其衍生物，如油酸、硬脂酸等，偶聯(lián)劑，高分子材料等。表面改性的方法有干法和濕法等。干法是粉體在加工過程中，利用高速混合機，在粉體表面包裹一層改性劑。濕法表面處理是直接把表面處理劑或分散劑加入無機阻燃劑懸浮液中，進(jìn)行表面處理。
為了進(jìn)一步提高尼龍與蒙脫土在阻燃中的作用，將蒙脫土添到到尼龍中會進(jìn)一步提高其成炭性能，對此進(jìn)行多年的研究與開發(fā)。實事證明尼龍蒙脫土復(fù)合母粒具有非常好的成炭效果，有數(shù)據(jù)顯示，同樣是10克添加量的情況，蒙脫土復(fù)合母粒、尼龍6和季戊四醇經(jīng)燃燒后產(chǎn)生的炭渣份數(shù)分別是49.7%、31.2%和29.4%，尼龍蒙脫土母粒的炭殘留量要比其它兩種成炭劑高出約20%左右。
聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料是當(dāng)今眾多無機納米粒子改性復(fù)合材料中有潛力的一類納米復(fù)合材料。由于蒙脫石具有特的層狀一維納米結(jié)構(gòu)特性，形態(tài)特性，層間具有可設(shè)計的反應(yīng)性，超大的比表面積（750m2/g）和高達(dá)200以上的徑/厚比。
這種納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性不同于其他二維、三維無機納米粒子，從而賦予聚合物/蒙脫石復(fù)合材料以一些的機械性能，熱性能，功能性能和其他的物理性能。已有的實踐結(jié)果表明聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料，機械性能明顯提高，例如拉伸強度，彎曲強度提高20-50%，模量提高1-2倍；摩擦系數(shù)，耐磨性提高1倍。熱變形溫度，結(jié)晶聚合物（如PA）提高80-90℃，非結(jié)晶聚合物提高10-30℃；熱膨脹系數(shù)減少約40%，材料的吸濕速度降低50%，尺寸穩(wěn)定性提高提高2-5倍；水蒸氣、O2、CO2紫外光透過率降低到1/2至1/5；熱釋放速度明顯延緩，阻燃性顯著提高，熔融流動性增加，成型收縮率降低，加工性能改善；復(fù)合材料的比重與單一聚合物相近，比常規(guī)無機填料改性的聚合物比重降低20-30%。材料的透光性也有不同程度的提高。因此聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料成為新一代高阻隔性包裝材料，高強度輕量化工程材料，高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞彈性體材料。
蒙脫土主要成分蒙脫石，是由兩層Si—O四面體和一層Al-O八面體，組成的層狀硅酸鹽晶體，層內(nèi)含有陽離子主要是鈉離子，鎂離子，鈣離子，其次有鉀離子，鋰離子等。蒙脫土的納米有機改性目的是為了：將層內(nèi)親水層轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷畬?，從而使高聚物與蒙脫土有更好的界面相容性。