PP-g-MA layered silicate nanocomposites were prepared by melt intercalation method using PP modified with maleic anhydride (PP-g-MA) by solid-phase grafting process and montmorillonite modified with octadecyl ammonium ion (C18M). The graft level of PP-g-MA was about 2wt% when measured by 1H NMR and elemental analysis. Also, FT-IR gave qualitative information for grafting. XRD patterns and TEM micrographs showed that PP-g-MA was successfully intercalated into C18M. Tensile strength and tensile modulus of PP-g-MA layered silicate nanocomposites were higher than those of PP and PP-g-MA. Especially, tensile modulus increased dramatically up to silicate content of 3wt%, but it remained constant over silicate content of 5wt%. Dynamic storage modulus (E') and complex viscosity of PP-g-MA layered silicate nanocomposites were higher than those of PP-g-MA. They increased considerably up to silicate content of 1wt%, but increased slowly over this content like the tensile modulus. It was suggested that the slow increase in mechanical properties beyond a certain concentration of silicate was attributed to the deterioration of the bonding at the polymer matrix/silicate interface as the volume fraction of silicate increased. The crystallization behavior of PP-g-MA layered silicate nanocomposites was investigated using differential scanning calorimeter (DSC). It was found that the crystallization rate of PP-g-MA layered silicate nanocomposites was faster than that of PP-g-MA, at the crystallization temperature and the on-set temperature of crystallization the former was higher than that of the latter.
고상 그라프트 공정 (solid-phase grafting process)을 통하여 합성된 PP-g-MA와 octadesyl ammonium ion으로 치환된 montmrillonite를 혼합하여 용융법을 이용하여 PP-g-MA 층상 실리케이트 나노복합체를 제조하였다. PP-g-MA의 MA 그라프트 양은 1H NMR과 원소 분석을 통하여 약 2wt% 임을 알 수 있었다. 또한 FT-IR을 이용하여 MA가 PP에 그라프트 되었음을 정성적으로 확인할 수 있었다. C18M에 PP-g-MA가 성공적으로 삽입되었음을 XRD와 TEM으로 확인하였다. PP-g-MA 층상 실리케이트 나노복합체의 인장 강도와 인장 모듈러스가 PP나 PP-g-MA의 경우보다 더 높았다. 특히, 인장 모듈러스는 실리케이트 함량이 3wt%까지 급격히 증가하다가 5wt% 이상의 실리케이트 함량에서는 거의 일정하게 유지됨을 확인할 수 있었다. PP-g-MA 층상 실리케이트 나노복합체의 dynamic storage modulus와 complex viscosity도 인장 모듈러스의 거동과 비슷하게 1wt%의 실리케이트 함량에서 PP-g-MA보다 급격히 증가함을 알 수 있었다. DSC를 이용하여 PP-g-MA 층상 실리케이트 나노복합체의 결정화 거동을 측정한 결과 PP-g-MA 층상 실리케이트 나노복합체의 결정화 속도가 PP-g-MA의 결정화 속도보다 빠름을 확인하였다.
