Abstract
Polystyrene has been widely studied as a matrix in nanocomposites, because it is a model amorphous polymer. The present article provides an extensive review of studies on polystyrene/layered silicate nanocomposites. Emphasis is given on different preparation methods, clay surfactants and polymer modifications used to obtain the materials, and their engineering properties, such as mechanical, rheological and thermal properties.
Get full access to this article
View all access options for this article.
References
1.
Okada
A.
Fukushima
Y.
Kawasumi
M.
Inagaki
S.
Usuki
A.
Sugiyami
S.
Kurauchi
T.
Kamigaito
O.
: US Patent No . 4 .739 .007 , 1988 .
2.
Kojima
Y.
Usuki
A.
Kawasumi
M.
Okada
A.
Kurauchi
T.
Kamigaito
O.
: J . Polym. Set A: Polym. Chem ., 1993 , 31A , 983 –986 .
3.
Alexandre
M.
Dubois
P.
: Mater. Set Eng. R , 2000 , R28 , 1 –63 .
4.
Utracki
L. A.
: ‘Clay-containing polymeric nanocomposites’, 1st edn, Vol. 1; 2004, Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, Rapra Technology Limited.
5.
Vaia
R. A.
Jandt
K. D.
Kramer
E. J.
Giannelis
E. P.
: Macromolecules , 1995 , 28 , 8080 –8085 .
6.
Manias
E.
Chen
H.
Krishnamoorti
R.
Genzer
J.
Kramer
E. J.
Giannelis
E. P.
: Macromolecules , 2000 ,33 ,7955 –7966 .
7.
Kim
T. H.
Lim
S. T.
Lee
C. H.
Choi
H. J.
Jhon
M. S.
: J . Appl. Polym. Set , 2003 , 87 , 2106 –2112 .
8.
Zhong
Y.
Thu
Z.
Wang
S.-Q.
: Polymer , 2005 , 46 , 3006 –3013 .
9.
Zhao
J.
Morgan
A. B.
Harris
J. D.
: Polymer , 2005 , 46 , 8641 –8660 .
10.
Friedlander
H. Z.
Grink
C. R.
: J . Polym. Set: Polym. Lett ., 1964 , 2 , 475 .
11.
Akelah
A.
Moet
A.
: J . Mater. Set , 1996 , 31 , 3589 –3596 .
12.
Sohn
J. I.
Lee
C. H.
Lim
S. T.
Kim
T. H.
Choi
H. J.
Jhon
M. S.
: J . Mater. Set , 2003 , 38 , 1849 –1852 .
13.
Vaia
R. A.
Ishii
H.
Giannelis
E. P.
: Chem. Mater ., 1993 , 5 , 1694 –1696 .
14.
Ray
S. S.
Okamoto
M.
: Prog. Polym. Set , 2003 , 28 , 1539 –1641 .
15.
Utracki
L. A.
: ‘Clay-containing polymeric nanocomposites’, 1st edn, Vol. 2; 2004, Shawbury, Shrewsbury, Shropshire, Rapra Technology Limited.
16.
Kickelbick
G.
: Prog. Polym. Set , 2003 , 28 , 83 –114 .
17.
Mark
J. E.
: Polym. Eng. Set , 1996 , 36 , 2905 –2920 .
18.
Reynaud
E.
Gauthier
C.
Perez
J.
: Rev. Metall. ICah. Inf. Tech , 1999 , 96 , 169 –176 .
19.
Calvert
P.
: in ‘Carbon nanotubes: preparation and properties’, (ed.
Ebbesen
T. W.
, 277 -292; 1997 , Boca Raton, FL, CRC Press.
20.
Santos
P. S.
: ‘Ciência e tecnologia de argilas’, 2nd edn, Vol. 1; 1989, São Paulo, Editora Edgard Bliicher Ltda.
21.
Krishnamoorti
R.
Giannelis
E. P.
: Macromolecules , 1997 , 30 , 4097 –4102 .
22.
Vaia
R. A.
Jandt
K. D.
Kramer
E. J.
Giannelis
E. P.
: Chem. Mater ., 1996 , 8 , 2628 –2635 .
23.
Gilman
J. W.
Jackson
C. L.
Morgan
A. B.
Harris
R.
, Jr : Chem. Mater ., 2000 , 12 , 1866 –1873 .
24.
Li
Y.
Ishida
H.
: Macromolecules , 2005 , 38 , 6513 –6519 .
25.
Vaia
R. A.
Giannelis
E. P.
: Macromolecules , 1997 , 30 , 8000 –8009 .
26.
Fu
X. A.
Qutubuddin
S.
: J . Coll. Int. Set , 2005 ,283 ,373 –379 .
27.
Zhang
W. A.
Chen
D. Z.
Xu
H. Y.
Shen
X. F.
Fang
Y. E.
: Eur. Polym . 1 , 2003 , 39, 2323 -2328.
28.
Chen
G.
Qi
Z.
Shen
D.
: J . Mater. Res ., 2000 , 15 , 351 –356 .
29.
Chen
G.
Ma
Y.
Qi
Z.
: Ser. Mater ., 2001 , 44 , 125 –128 .
30.
Li
H.
Yu
Y.
Yang
Y.
: Eur. Polym. J ., 2005 , 41 , 2016 –2022 .
31.
Hasegawa
N.
Okamoto
H.
Kawasumi
M.
Usuki
A.
: J . Appl. Polym. Set , 1999 , 74 , 3359 –3364 .
32.
Ren
J.
Casanueva
B. F.
Mitchell
C. A.
Krishnamoorti
R.
: Macromolecules , 2003 , 36 , 4188 –4194 .
33.
Doh
J. G.
Cho
I.
: Polym. Bull ., 1998 , 41 , 511 –518 .
34.
Zhu
J.
Uhl
F. M.
Morgan
A. B.
Wilkie
C. A.
: Chem. Mater ., 2001 , 13 , 4649 –4654 .
35.
Wang
D.
Zhu
J.
Yao
Q.
Wilkie
C.
: Chem. Mater ., 2002 , 14 , 3837 –3843 .
36.
Yoon
J. T.
Jo
W. H.
Lee
M. S.
Ko
M. B.
: Polymer , 2001 ,42 , 329 –336 .
37.
Wang
D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad Stab ., 2003 , 80 , 171 –182 .
38.
Robello
D. R.
Yamaguchi
N.
Blanton
T.
Barnes
C.
: J . Am. Chem. Soc ., 2004 , 126 , 8118 –8119 .
39.
Jang
B. N.
Wilkie
C. A.
: Polymer , 2005 , 46 , 2933 –2942 .
40.
Sepehr
M.
Utracki
L. A.
Zheng
X.
Wilkie
C. A.
: Polymer , 2005 , 46 , 11557 –11568 .
41.
Sepehr
M.
Utracki
L. A.
Zheng
X.
Wilkie
C. A.
: Polymer , 2005 , 46 , 11569 –11581 .
42.
Zeng
C.
Lee
J.
: Macromolecules , 2001 , 34 , 4098 –4103 .
43.
Sikka
M.
Cerini
L.
Ghosh
S. S.
Winey
K. I.
: J . Polym. Set B: Polym. Phys ., 1996 , 34B , 1443 –1449 .
44.
Park
C. I.
Park
O. O.
Lim
J. G.
Kim
H. J.
: Polymer , 2001 , 42 , 7465 –7475 .
45.
Zheng
X.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad Stab ., 2003 , 82 , 441 –450 .
46.
Gelfer
M. Y.
Song
H. H.
Liu
L.
Hsiao
B. S.
Chu
B.
Rafailovich
M.
Si
M.
Zaitsev
V.
: J . Polym. Set B: Polym. Phys ., 2002 , 41B , 44 –54 .
47.
Zha
W.
Choi
S.
Lee
K. M.
Han
C. D.
: Macromolecules , 2005 , 38 , 8418 –8429 .
48.
Carastan
D. J.
Demarquette
N. R.
: Macromol Symp ., 2006 , 233 , 152 –160 .
49.
Zeng
C.
Lee
L. J.
: Proc. 59th ANTEC, Dallas, TX, USA, May 2001, Society of Plastics Engineering, 2213-2217.
50.
Chigwada
G.
Wang
D.
Jiang
D. D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad. Stab ., 2006 , 91 , 755 –762 .
51.
Chigwada
G.
Jiang
D. D.
Wilkie
C. A.
: Thermochim. Acta , 2005 , 436 , 113 –121 .
52.
Zhu
J.
Morgan
A. B.
Lamelas
F. J.
Wilkie
C. A.
: Chem. Mater ., 2001 , 13 , 3774 –3780 .
53.
Wang
D.
Wilkie
C. A.
: Polym Degrad. Stab ., 2003 , 82 , 309 –315 .
54.
Gilman
J. W.
Awad
W. H.
Davis
R. D.
Shields
J.
Harris
R. H.
Jr
Davis
C.
Morgan
A. B.
Sutto
T. E.
Callahan
J.
Trulove
P. C.
DeLong
H. C.
Chem. Mater ., 2002 , 14 , 3776 –3785 .
55.
Morgan
A. B.
Harris
J. D.
: Polymer , 2004 , 45 , 8695 –8703 .
56.
Tseng
C. R.
Wu
J. Y.
Lee
H. Y.
Chang
F. C.
: J. Appl. Polym. Sci ., 2002 , 85, 1370 -1377.
57.
Yei
D.-R.
Kuo
S.-W.
Su
Y.-C.
Chang
F.-C.
: Polymer , 2004 , 45 , 2633 –2640 .
58.
Yei
D.-R.
Kuo
S.-W.
Fu
H.-K.
Chang
F.-C.
: Polymer , 2005 , 46 , 741 –750 .
59.
Chigwada
G.
Wang
D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad. Stab ., 2006 , 91 , 848 –855 .
60.
Laus
M.
Camerani
M.
Lelli
M.
Sparnacci
K.
Sandrolini
F.
Francescangeli
O.
: J. Mater. Sci ., 1998 , 33, 2883 -2888.
61.
Fu
X.
Qutubuddin
S.
: Mater. Lett ., 2000 , 42 , 12 –15 .
62.
Fu
X.
Qutubuddin
S.
: Polymer , 2001 , 42 , 807 –813 .
63.
Bourbigot
S.
Gilman
J. W.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad Stab ., 2004 , 84 , 483 –492 .
64.
Salem
N.
Shipp
D. A.
: Polymer , 2005 , 46 , 8573 –8581 .
65.
Ishida
H.
Campbell
S.
Blackwell
J.
: Chem Mater ., 2000 , 12 , 1260 –1267 .
66.
Zhang
J.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad. Stab ., 2004 , 83 , 301 –307 .
67.
Weimer
M. W.
Chen
H.
Giannelis
E. P.
Sogah
D. Y.
: J. Am. Chem. Soc ., 1999 , 121 , 1615 –1616 .
68.
Fan
X.
Thou
Q.
Xia
C.
Cristofoli
W.
Mays
J.
Advincula
R.
: Langmuir , 2002 , 18 , 4511 –4518 .
69.
Thou
Q.
Fan
X.
Xia
C.
Mays
J.
Advincula
R.
: Chem. Mater ., 2001 , 13 , 2465 –2467 .
70.
Fan
X.
Xia
C.
Advincula
R. C.
: Lan Gmuir , 2003 , 19 , 4381 -4389 .
71.
Uthirakumar
P.
Nahm
K. S.
Hahn
Y. B.
Lee
Y.-S.
: Eur. Polym . 1 , 2004 , 40, 2437 -2444.
72.
Uthirakumar
P.
Song
M.-K.
Nah
C.
Lee
Y.-S.
: Eur. Polym . 1 , 41, 211 –217 .
73.
Hoffmann
B.
Dietrich
C.
Thomann
R.
Friedrich
C.
Mfilhaupt
R.
: Macomot Rapid Commun ., 2000 , 21 , 57 –61 .
74.
Su
S.
Jiang
D. D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad Stab ., 2004 , 84 , 269 –277 .
75.
Su
S.
Jiang
D. D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad Stab ., 2004 , 83 , 333 –346 .
76.
Chigwada
G.
Jash
P.
Jiang
D. D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad. Stab ., 2005 , 88 , 382 –393 .
77.
Zheng
X.
Jiang
D. D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad. Stab ., 2006 , 91 , 108 –113 .
78.
Zheng
X.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad Stab ., 2003 , 81 , 539 –550 .
79.
Zheng
X.
Jiang
D. D.
Wang
D.
Wilkie
C. A.
: Polym. Degrad. Stab ., 2006 , 91 , 289 –297 .
80.
Dennis
H. R.
Hunter
D. L.
Chang
D.
Kim
S.
White
J. L.
Cho
J. W.
Paul
D. R.
: Polymer , 2001 , 42 , 9513 –9522 .
81.
Lepoittevin
B.
Pantoustier
N.
Devalckenaere
M.
Alexandre
M.
Calberg
C.
Jerome
C.
Henrist
C.
Rulmont
A.
Dubois
P.
: Polymer , 2003 , 44 , 2033 –2040 .
82.
Cowie
J. M. G.
: ‘Polymers: chemistry and physics of modern materials’, 2nd edn; 1991, London, Glasgow, Weinheim, New York, Tokyo, Melbourne, Madras, Blackie Academic and Professional.
83.
Odian
G.
: ‘Principles of polymerization’, 3rd edn; 1991, New York, Wiley-Interscience.
84.
Flory
P. J.
: ‘Principles of polymer chemistry’, Chapter IV; 1953, Ithaca, London, Cornell University Press.
85.
Otsu
T.
Yoshida
M.
: MakromoL Chem.: Rapid Commun ., 1982 , 3 , 127 .
86.
Georges
M. K.
Veregin
R. P. N.
Hamer
G. K.
Kazmaier
P. M.
: MacromoL Symp ., 1994 , 88 , 89 –103 .
87.
Chong
Y. K.
Le
T. P. T.
Moad
G.
Rizzardo
E.
Thang
S.
: Macromolecules , 1999 , 32 , 2071 –2074 .
88.
Wang
K. H.
Choi
M. H.
Koo
C. M.
Choi
Y. S.
Chung
I. J.
: Polymer , 2001 , 42 , 9819 –9826 .
89.
Chisholm
B. J.
Moore
R. B.
Barber
G.
Khouri
F.
Hempstead
A.
Larsen
M.
Olson
E.
Kelley
J.
Balch
G.
Caraher
J.
: Macromolecules , 2002 , 35 , 5508 –5516 .
90.
Zerda
A. S.
Caskey
T. C.
Lesser
A. J.
: Macromolecules , 2003 , 36 , 1603 –1608 .
91.
Lee
J. Y.
Park
M. S.
Yang
H. C.
Cho
K.
Kim
J. K.
: Polymer , 2003 , 44 , 1705 –1710 .
92.
Xie
W.
Xie
R.
Pan
W.-P.
Hunter
D.
Koene
B.
Tan
L.-S.
Vaia
R.
: Chem. Mater ., 2002 , 14 , 4837 –4845 .
93.
Cho
J. W.
Paul
D. R.
: Polymer , 2001 , 42 , 1083 –1094 .
94.
Vaia
R. A.
Giannelis
E. P.
: Macromolecules , 1997 , 30 , 7990 –7999 .
95.
Xie
W.
Gao
Z.
Pan
W.-P.
Hunter
D.
Singh
A.
Vaia
R.
: Chem. Mater ., 2001 , 13 , 2979 –2990 .
96.
Utracki
L. A.
: ‘Polymer alloys and blends’ ; 1990 , Munich , New York, Hanser Verlag .
97.
Lyatskaya
Y.
Balazs
A. C.
: Macromolecules , 1998 , 31 , 6676 –6680 .
98.
Balazs
A. C.
Singh
C.
Zhulina
E.
Lyatskaya
Y.
: Accounts Chem. Res ., 1999 , 32 , 651 –657 .
99.
Singh
C.
Balazs
A. C.
: Polym. Int ., 2000 , 49 , 469 –471 .
100.
Lee
K. M.
Han
C. D.
: Macromolecules , 2003 , 36 , 804 –815 .
101.
Lee
K. M.
Han
C. D.
: Macromolecules , 2003 , 36 , 7165 –7178 .
102.
Choi
S.
Lee
K. M.
Han
C. D.
: Macromolecules , 2004 , 37 , 7649 –7662 .
103.
Kojima
Y.
Usuki
A.
Kawasumi
M.
Okada
A.
Fukushima
Y.
Karauchi
T.
Kamigaito
O.
: J. Mater. Res ., 1993 , 6 , 1185 –1189 .
104.
Kojima
Y.
Usuki
A.
Kawasumi
M.
Okada
A.
Kurauchi
T.
Kamigaito
O.
: J. Polym. Sci. A: Polym. Chem ., 1993 , 31A , 983 –986 .
105.
Galeski
A.
: Prog . Polym. Sci ., 2003 , 28, 1643 -1699.
106.
Sperling
L. H.
: ‘Polymeric multicomponent materials: an intro-duction’ ; 1997 , New York , Wiley .
107.
Strawhecker
K. E.
Manias
E.
: Chem. Mater ., 2000 , 12 , 2943 –2949 .
108.
Liu
L. M.
Qi
Z. N.
Zhu
X. G.
: J. Appl. Polym. Sci ., 1999 , 71, 1133 -1138.
109.
Noh
W.
Lee
D. C.
: Polym. Bull ., 1999 , 42 , 619 –626 .
110.
Krishnamoorti
R.
Giannelis
E. P.
: Macromolecules , 1997 , 30 , 4097 –4102 .
111.
Lim
Y. T.
Park
O. O.
: RheoL Acta , 2001 , 40 , 220 –229 .
112.
Ren
J.
Silva
A. S.
Krishnamoorti
R.
: Macromolecules , 2000 , 33 , 3739 –3746 .
113.
Solomon
M. J.
Almusallam
A. S.
Seefeldt
K. F.
Somwangthanaroj
A.
Varadan
P.
: Macromolecules , 2001 , 34 , 1864 –1872 .
114.
Lele
A.
Mackley
M.
Galgali
G.
Ramesh
C.
: J. RheoL , 2002 , 46 , 1091 –1110 .
115.
Vyazovkin
S.
Dranca
I.
: J. Phys. Chem. B ., 2004 , 108B , 11981 –11987 .
116.
Vyazovkin
S.
Dranca
I.
Fan
X.
Advincula
R.
: J. Phys. Chem. B ., 2004 , 108B , 11672 –11679 .
117.
Vyazovkin
S.
Dranca
I.
Fan
X.
Advincula
R.
: J. Phys. Chem. B ., 2004 , 108B , 11672 –11679 .
118.
Saunders
W. S.
Jr
: ‘Ionic aliphatic reactions’, 67-73; 1965, Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall.
119.
Huggett
C.
: Fire Mater ., 1980 ,4 , 61 –65 .
120.
Babrauskas
V.
Peacock
E. D.
: Fire Safety 1 , 18, 255 –272 .
121.
Babrauskas
V.
: in ‘Heat release and fire hazard’, (ed.
Hasemi
Y.
Vol. 1, 111-1-111-8; 1993, Tsukuba, Building Research Institute.