Preparation and Characterization of Novel Glycidyl Methacrylate/Clay Nanocomposites

Abstract

The impact of the type and amounts of nanofiller on the features of the glycidyl methacrylate-co-ethylene glycol dimethacrylate (GMA-co-EGDMA)/organomodified montmorillonite (OMt) nanocomposites that were prepared by in situ radical suspension polymerization, was examined. Cloisite 30B and Cloisite 25A were used in this study as nanofillers, in amounts of 2 and 10 wt.%. The structure, morphology, thermal stability and porosity of the initial GMA-co-EGDMA copolymer and their nanocomposites were examined by ATR-FTIR analysis, wide angle X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TG) and mercury porosimetry. It has been established that both clay nanofillers were successfully incorporated into the structure of the initial copolymer, simultaneously on their surface and also on cross-sectional area. Prepared samples with 2 wt.% have predominantly exfoliated, while samples with 10 wt.% have some tactoids-aggregates structure of the OMt layers. Thermogravimetric analysis revealed that after ~ 30 % of degradation, all nanocomposites become more thermal stable than the initial copolymer. The obtained results indicate that porosity parameters can be easily modified with the addition of clay nanofillers and thus prepared nanocomposites adjusted to specific purposes.

Утицај врсте и количине нанопуниоца на својства глицидил-метакрила-kо-етилен-гликол диметакрилата (GMA-cо-ЕGDMA)/ органомодификованих монтморилонит (ОМt) нанокомпозита, који су припремљени in situ радикалском суспензионом полимеризацијом, су испитани. Комерцијалне глине (Cloisite 30B и Cloisite 25A) су коришћене у овом раду као нанопуниоци, у количинама од 2 и 10 мас.%. Структура, морфологија, термичка стабилност и порозност полазног GMA-cо-ЕGDMA кополимера и његових нанокомпозита испитани су инфрацрвеном спектроскопијом са Фуријеoвом трансформацијом, рендгенском дифракцијом, скенирајућом електронском микроскопијом са енергодисперзивном спектрометријом, трансмисионом електронском микроскопијом, термогравиметријском анализом и живином порозиметријом. Утврђено је да су оба нанопуниоца глине успешно уграђена у структуру полазног кополимера, истовремено на његовој површини као и на површини попречног пресека. Добијени узорци са 2 мас.% имају претежно ексфолирану структуру слојева глине, док узорци са 10 мас.% показују присуство тактоидних-агрегатих слојева глине. Термогравиметријска анализа је показала да након ~ 30% деградације, сви нанокомпозити постају термички стабилнији од полазног кополимера. Добијени резултати указују да се параметри порозности могу лако модификовати додавањем нанопуниоца глине и на тај начин добити нанокомпозити прилагођени специфичним наменама.