Eksfoliasyon,
nanokompozit malzeme matrisinde tabakalı dolgu partiküllerin bireysel
nanoelementlere ayrılmasıdır.
Eksfoliasyon terimi
polimer-klay (kil) sistemleri tanımlamak için kullanılır. Klay, kalınlığı ~1 nm
dolayındaki levhalardan oluşan yapılardır. Levhalar birbirine paraleldir ve
kristalitleri (taktoidler) oluştururlar. Tabakalar arasında su molekülleri ve
metal katyonlar bulunabilir. Nanokompozitlerin üretilmesinde, bazı özel
proseslere tabi tutulduktan sonra bireysel nanotabakalara dönüşebilen kil
tactoidler çok kullanılır. Peeling sonucu, ‘eksfoliasyon’ olarak tanımlanır,
yani, tabakalı silikat taktoidlerin tamamen ayrı tabakalara bölündüğü durumdur.
Kilin eksfoliatlı hale getirilmesi için, bazı su itici işleme tabi tutulması ve
levhalar arasındaki mesafenin arttırılması gerekir. Bunun için levhaların
yüzeyleri yüzey aktif maddelerle (sonuç organoklayla birlikte), veya levhalar
arasındaki boşluğa nüfuz eden (intercalate) amfifilik polimerlerle (polietilen
oksit, blok kopolimerler) değiştirilmelidir. Polimer erigiyiği, bir ekstrudede,
bir dolgu maddesi ile karıştırılır. Dolgulu polimer, doğrudan monomer ve dolgu
maddesinden (nanofiller) oluşan bir karışımdan da sentezlenebilir.
Tamamen eksfoliatlanmış matrisler, nanokompozitlerin mekanik
özelliklerini geliştirir; örneğin katılık (stiffness), boyutsal kararlılık,
darbe direnci, oksijen direnci indeksini artırır, gaz geçirgenliğini düşürür.
Polimer/klay (kil) nanokompozitin geliştirilmesi;
(a) takdoid oluşumu; polimer, organik klay aglomeratlara yakınlaşır, etrafını
sarar, (b) polimer, organik klayin ara tabaka boşluklarına nüfuz ederek
(penetrayon) tabakaların birbirlerinden 2-3 nm kadar uzaklaşmasını sağlar, (c)
eksfoliasyon
