DE69902873T2

DE69902873T2 - Nanoverbundmaterial

Info

Publication number: DE69902873T2
Application number: DE69902873T
Authority: DE
Inventors: Rudolf Fischer; Hubertus Gielgens
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2019-01-09
Also published as: CA2317643A1; DK1045877T3; CA2317641A1; NL1008003C2; AU744006B2; WO1999035186A1; DE69930609D1; DE69902873D1; ATE223940T1; BR9906830A; US6365661B1; PT1045877E; JP2002500253A; US6372837B1; CA2317643C; AU747957B2; EP1045877B1; AU1891999A; AU1892099A; KR20010033982A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Nanoverbundmaterial, ein Verfahren zur Herstellung eines Nanoverbundmaterials und einen geformten Gegenstand aus Nanoverbundmaterial.
In den letzten Jahrzehnten ist bereits oft vorgeschlagen worden, die Eigenschaften von polymeren Materialien durch Einbringung einer bestimmten Menge von Ton in jene Materialien zu verbessern. Die Anwesenheit von Ton in einem polymeren Material ist insbesondere für Eigenschaften wie die mechanische Festigkeit und die Wärmebeständigkeit des polymeren Materials günstig.
Um auf diese Weise ein Nanoverbundmaterial zu erhalten, das die gewünschten Eigenschaften hat, ist es wichtig, dass der Ton in dem polymeren Material ausreichend homogen dispergiert wird. Dies ist nicht einfach, weil der Ton und das polymere Material von sehr verschiedener Natur sind. Polymere stellen ein normalerweise unpolares organisches Material dar, während der Ton ein viel polareres anorganisches Material ist. Aufgrund dieses Unterschiedes zeigen die Materialien eine schlechte Mischbarkeit miteinander, sie sind grundsätzlich unmischbar. Es ist in der Literatur vorgeschlagen worden, den Ton zuerst auf verschiedene Weise zu modifizieren, bevor er mit polymerem Material gemischt wird. Es ist auch vorgeschlagen worden, den Ton zu modifizieren und anschließend mit monomerem Material zu mischen, welches daraufhin in Gegenwart des Tons polymerisiert wird.
In der US-A-4 889 885 und der US-A-4 810 734 wird beschrieben, wie ein kationischer Ton zuerst mit einem Quellmittel modifiziert wird, das den Abstand zwischen den Schichten der Tonstruktur erhöht. Als Quellmittel werden Tenside verwendet, die eine durch eine Ammonium-, Pyridinium-, Sulfonium- oder Phosphoniumgruppe gebildete Kopfgruppe und ein oder mehrere unpolare Schwänze aufweisen. Die kationische Kopfgruppe des Tensids wird mit Kationen zwischen den kristallinen Schichten des Tons ausgetauscht, und die Schwänze sollten mit dem polymeren Material verträglich sein. Dann wird der modifizierte Ton mit monomerem Material gemischt, das eine bindende Wechselwirkung mit den Schwänzen des Quellmittels eingehen kann. Wenn das monomere Material dann schließlich polymerisiert wird, werden die Polymere zwischen den Schichten des Tons gebildet, und es wird Nanoverbundmaterial erhalten.
Ein Nachteil dieser bekannten Nanoverbundmaterialien liegt darin, dass die Qualität des Endprodukts in sehr hohem Maße von der Qualität des verwendeten Tons abhängt. Kationischer Ton ist praktisch immer ein Naturprodukt, das in seiner Zusammensetzung nicht homogen ist. Diese Inhomogenität des Tons führt zu Inhomogenitäten der Zusammensetzung des Nanoverbundmaterials, was bedeutet, dass die gewünschten Eigenschaften nicht immer in ausreichender Qualität erreicht werden. Es ist daher wünschenswert, es möglich zu ermöglichen, eine Tonsorte in polymeres Material einzubauen, die eine besser steuerbare Qualität und Zusammensetzung hat.
Die US-A-5 658 653 beschreibt einen Polymerverbund, der eine polymere Matrix umfasst, in die Füllstoff eingebaut wird. Die polymere Matrix kann ein Polyolefin, Polystyrol, Polyurethan, ein Epoxyharz, Polyimid, Polyacetal, Polyester, Polyvinyl, Polyether oder Polyacryl sein. Der Füllstoff ist ein gemischtes Metallhydroxid, das einer spezifizierten Formel entspricht.
Um die Verträglichkeit des polymeren Materials und des Füllstoffs zu erhöhen, ist die Oberfläche des Füllstoffs dahingehend modifiziert worden, dass spezielle Gruppen darauf bereitgestellt worden sind. Diese Gruppen können beispielsweise organische Säuren, Salze von Sulfonsäuren oder Phosphonsäuren sein. Es ist auch möglich, dass Anionen des Füllstoffs mit Gruppen ausgetauscht worden sind, die Wasserstoffbrücken mit der polymeren Matrix bilden.
Ein Nachteil des in der obigen US-Patentschrift beschriebenen Materials liegt darin, dass der Füllstoff in der polymeren Matrix nicht homogen dispergiert ist. Diese Inhomogenität ist vermutlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass nur die Oberfläche des Füllstoffs modifiziert worden ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Nanoverbundmaterials, das eine polymere Matrix umfasst, in die ein Ton eingebaut worden ist, wobei das Nanoverbundmaterial von sehr homogener Zusammensetzung ist. Es ist ferner vorgesehen, dass der Ton von einer Art ist, die eine geeignet steuerbare Qualität und Zusammensetzung hat.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch Einbau eines geschichteten Doppelhydroxids in ein polymeres Material erreicht, wobei das geschichtete Doppelhydroxid in spezieller Weise modifiziert worden ist. Geschichtete Doppelhydroxide sind anionische Tone, die sich überraschenderweise als modifizierbar erwiesen haben, so dass eine homogene Dispergierung in einem polymeren Material möglich ist.
Demzufolge betrifft die Erfindung ein Nanoverbundmaterial auf Basis einer polymeren Matrix und eines geschichteten Doppelhydroxids, bei dem die polymere Matrix in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Nanoverbundmaterial, vorhanden ist und bei dem das geschichtete Doppelhydroxid eine Menge von Anionen von mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen in dem geschichteten Doppelhydroxid, enthält, wobei die Anionen mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind und wobei mindestens 5% der Menge an Anionen eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten.
Es hat sich herausgestellt, dass ein erfindungsgemäßes Nanoverbundmaterial in hohem Maße günstige Eigenschaften aufweist. Die Wärmebeständigkeit, die mechanische Festigkeit und die Schlagfestigkeit eines polymeren Materials, in das ein geschichtetes Doppelhydroxid eingebracht wird, um ein erfindungsgemäßes Nanoverbundmaterial zu erhalten, werden somit wesentlich verbessert, verglichen mit den gleichen Eigenschaften des polymeren Materials, in das kein geschichtetes Doppelhydroxid eingebracht wird. Es hat sich ferner herausgestellt, dass die Durchlässigkeit für Gase und Flüssigkeiten, wie Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe, in erheblichem Maße verringert worden ist. Da geschichtete Doppelhydroxide synthetisch hergestellt werden können, ist es erfindungsgemäß möglich, ein Nanoverbundmaterial mit konstanter, kontrollierbarer Qualität herzustellen. Es ist zudem gefunden worden, dass teilweise aufgrund der speziellen Anionen, die in dem geschichteten Doppelhydroxid vorhanden sind, eine sehr homogene Verteilung des geschichteten Doppelhydroxids in der polymeren Matrix bewirkt wird.
Es ist hierzu aus der US-A-4 558 102 bekannt, dass eine spezielle Sorte geschichtetes Doppelhydroxid, ein Hydrotalkit, als Säureakzeptor in eine halogenhaltige Kautschukzusammensetzung eingebracht werden kann, um die Wasserbeständigkeit der Kautschukzusammensetzung zu verbessern. Die verwendeten Hydrotalkitaggregate können gegebenenfalls mit höchstens 10 Gew.-% Tensid modifiziert worden sein. Hier ist jedoch nur eine Modifizierung der Oberfläche der Aggregate beteiligt, wodurch der Ton nicht ausreichend modifiziert wird, um die homogene Verteilung in der Kautschukzusammensetzung zu ermöglichen.
Es ist außerdem bekannt, die Eigenschaften von Hydrotalkit durch Einbringung einer kleinen Menge eines polymeren Materials zu verbessern. Chalier et al. haben in J. Mater. Chem., 1994, 4, 367 bis 371, vorgeschlagen, eine Einschicht oder Doppelschicht aus polymerem Material zwischen jede zweite Schicht des Hydrotalkits in ein Hydrotalkit einzubauen, um das Hydrotalkit elektrisch leitfähig zu machen.
Ein erfindungsgemäßes Nanoverbundmaterial besteht größtenteils aus dem Material der polymeren Matrix, das mindestens 50 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 70 Gew.-% desselben ausmacht. Sowohl Homopolymere als auch Copolymere können als polymere Matrix dienen. Es gehört zu den Vorteilen der Erfindung, dass durch die Wahl der Anionen des geschichteten Doppelhydroxids irgendeine polymere Matrix mit geschichtetem Doppelhydroxid modifiziert werden kann. Durch Bereitstellung der geeigneten Bestandteile, beispielsweise in Form eines Bausatzes, sind Fachleute somit imstande, eine Kombination eines speziellen geschichteten Doppelhydroxids und eines speziellen polymeren Materials für irgendeine jede gewünschte Anwendung und damit ein gewünschtes Nanoverbundmaterial herzustellen.
Geeignete polymere Materialien, die als polymere Matrix in einem erfindungsgemäßen Nanoverbundmaterial dienen können, sind sowohl Polyaddukte als auch Polykondensate. Die polymere Matrix hat vorzugsweise einen Polymerisationsgrad von mindestens 20, insbesondere mindestens 50. In diesem Zusammenhang wird hinsichtlich einer Definition des Polymerisationsgrads auf P. J. Flory, "Principles of Polymer Chemistry", New York, 1953, verwiesen. Beispiele sind Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen, Vinylpolymere, wie Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder Polyvinylidenfluorid, Polyester, wie Polyethylenterephthalat oder Polycaprolacton, Polycarbonate, Polyarylether, Polysulfone, Polysulfide, Polyamide, Polyetherimide, Polyetherester, Polyetherketone, Polyetheresterketone, Polysiloxane, Polyurethane und Polyepoxide. Vorzugsweise werden Polyolefine, Vinylpolymere, Polyester, Polycarbonate, Polyamide, Polyharnstoffe oder Polyepoxide verwendet, weil die Eigenschaften dieser Materialien infolge der Anwesenheit eines geschichteten Doppelhydroxids eine sehr starke Verbesserung zeigen.
Wie gesagt wurde, basiert ein erfindungsgemäßes Nanoverbundmaterial außer auf einer polymeren Matrix auf einem geschichteten Doppelhydroxid (LDH). Dieses Material ist ein sogenannter anionischer Ton, der aus kleinen kristallinen Lagen mit Abmessungen von einigen Nanometern besteht, zwischen denen sich Anionen befinden. Mit diesen Anionen sind von Hydroxylgruppen verschiedene Anionen gemeint. Ein geschichtetes Doppelhydroxid kann sowohl von natürlicher als auch von synthetischer Natur sein.
Hinsichtlich einer Beschreibung von möglichen Herstellungsverfahren für ein synthetisches geschichtetes Doppelhydroxid wird auf die US-A-3 539 306 und die US-A-3 650 704 verwiesen.
Vorzugsweise hat das geschichtete Doppelhydroxid eine große Kontaktoberfläche und eine Ionenaustauschkapazität von 0,5 bis 6 Milliäquivalent pro Gramm. Ein vorzugsweise verwendetes LDH ist ein Hydrotalkit oder ein hydrotalkitartiges Material, weil diese Materialien leicht synthetisch hergestellt werden können, während die gewünschten Eigenschaften in hohem Maße gesteuert werden können.
Als ungewöhnlich geeignet haben sich Hydrotalkite erwiesen, die der Formel (I)
[M(1-x)²&spplus;Mx³&spplus;(OH)&sub2;][Ax/yy-·nH&sub2;O] (I)
entsprechen, in der M²&spplus; ein zweiwertiges Kation ist, M³&spplus; ein dreiwertiges Kation ist, x eine Zahl zwischen 0,15 und 0,5 ist, y 1 oder 2 ist, n eine Zahl von 1 bis 10 ist und A ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cl&supmin;, Br&supmin;, NO&sub3;&supmin;, SO&sub4;²&supmin; und Co&sub3;²&supmin; ist. Das zweiwertige Kation ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von zweiwertigem Magnesium-, Zink-, Nickel-, Eisen-, Kupfer-, Kobalt-, Calcium- und Manganionen und Kombinationen dieser zweiwertigen Kationen. Am meisten bevorzugt ist das zweiwertige Kation ein Magnesium-, Zink- oder Calciumion oder eine Kombination derselben. Das dreiwertige Kation ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von dreiwertigen Aluminium-, Chrom-, Eisen-, Kobalt- und Manganionen und Kombinationen dieser dreiwertigen Kationen. Am meisten bevorzugt ist das dreiwertige Kation ein Aluminium-, Chrom- oder Eisenion oder eine Kombination derselben.
Bevor ein geschichtetes Doppelhydroxid in eine polymere Matrix eingebaut werden kann, um ein erfindungsgemäßes Nanoverbundmaterial zu bilden, sollte es modifiziert werden, so dass es mit dem Material der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv ist.
Hierfür umfasst das geschichtete Doppelhydroxid mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 60%, insbesondere mindestens 80%, bezogen auf die Gesamtanzahl der Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, einer Menge von Anionen, die mit der polymeren Matrix reaktiv und/oder verträglich sind. Die Gesamtanzahl der Anionen, auf die sich die speziellen Mengen an reaktiven und/oder verträglichen Anionen beziehen, soll die Hydroxylgruppen nicht einschließen, die in dem geschichteten Doppelhydroxid vorhanden sind.
Es ist besonders bevorzugt, dass das geschichtete Doppelhydroxid mindestens 95%, bezogen auf die Gesamtanzahl der Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, einer Menge an Anionen enthält, die mit der polymeren Matrix reaktiv und/oder verträglich sind. Es hat sich herausgestellt, dass eine sehr homogene Dispersion des geschichteten Doppelhydroxids in der polymeren Matrix erhalten wird, wenn eine so große Menge an reaktiven und/oder verträglichen Anionen vorhanden ist. Diese Dispersionen bilden ein Nanoverbundmaterial mit außergewöhnlich günstigen Eigenschaften.
Wenn ein natürliches geschichtetes Doppelhydroxid in einem erfindungsgemäßen Nanoverbundmaterial verwendet wird, enthält dieses natürliche Material normalerweise nicht die gewünschten verträglichen und/oder reaktiven Anionen. Die in natürlichen Hydrotalkiten natürlicherweise vorhandenen Anionen, wie Chlorid- oder Nitrationen, können daher gegen die gewünschten Anionen ausgetauscht werden. Wenn ein synthetisches geschichtetes Doppelhydroxid verwendet wird, können die Anionen bereits bei der Synthese des Materials eingebracht worden sein. Im Fall eines synthetischen geschichteten Doppelhydroxids können die Anionen, die mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind, natürlich auch durch Austausch eingebracht werden. Der Austausch kann in jeder bekannten Weise durchgeführt werden, beispielsweise wie von Sugahara et al. in Ceramics International, 14 (1988), 163 bis 167, beschrieben ist.
Der Ionenaustausch wird vorzugsweise durchgeführt, indem das geschichtete Doppelhydroxid in Wasser suspendiert wird und anschließend der pH-Wert der Suspension auf einen Wert kleiner als 4 verringert wird. Die Anionen, mit denen der geplante Austausch bewirkt werden soll, werden als nächstes zu der Suspension gegeben, und der pH-Wert wird auf einen Wert über 8 eingestellt. Es hat sich herausgestellt, das dieses Verfahren zu einem hervorragenden Austauschprodukt führt. Das Verfähren kann zudem leicht und in kurzer Zeit durchgeführt werden.
Es hat sich herausgestellt, dass ein geschichtetes Doppelhydroxid mit Anionen modifiziert werden kann, die ausschließlich verträglich, ausschließlich reaktiv oder beides mit der polymeren Matrix sind, um eine homogene Dispersion des geschichteten Doppelhydroxids in der polymeren Matrix zu erhalten. Geeignete verträgliche Anionen können ausgewählt werden aus Anionen von Carbonsäuren, Sulfonsäuren, Phosphonsäuren und Sulfatsäuren, die eine Alkyl- oder Alkylphenylgruppe mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten. Es ist natürlich auch möglich, Kombinationen dieser Anionen zu verwenden. Fachleute sind in der Lage, geeignete Anionen für ein polymeres Material auszuwählen, dessen Eigenschaften durch Einbringung eines geschichteten Doppelhydroxids verbessert werden sollen.
Anionen, die mit der polymeren Matrix reaktiv sind, können in ähnlicher Weise aus der obigen Gruppe von Anionen von Carbonsäuren, Sulfonsäure, Phosphonsäuren und Hydrogensulfaten ausgewählt werden, die eine Alkyl- oder Alkylphenylgruppe mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten. In diesem Fall sollte die Alkyl- oder Alkylphenylkette eine Gruppe umfassen, die mit der polymeren Matrix reaktiv ist. Diese reaktive Gruppe kann sowohl an eine endständige Methylengruppe der Kette als auch an einer anderen Position in der Kette gebunden sein. Beispiele für solche reaktiven Gruppen sind Hydroxy, Amino, Epoxy, Vinyl, Isocyanat, Carboxy, Hydroxyphenyl und Anhydrid. Es können natürlich Kombinationen der obigen reaktiven Anionen verwendet werden. Die Wahl der reaktiven Gruppe durch den Fachmann basiert in geeigneter Weise auf der Natur des Materials der polymeren Matrix. Es hat sich herausgestellt, dass ein Nanoverbundmaterial auf Basis eines geschichteten Doppelhydroxids, das die genannten reaktiven Anionen enthält, außergewöhnlich stabil ist. In Abhängigkeit von der Natur der polymeren Matrix können die genannten reaktiven Anionen auch mit der polymeren Matrix verträglich sein, die ein noch stabileres Nanoverbundmaterial ergibt.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist, dass mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 20% der oben beschriebenen verträglichen und/oder reaktiven Anionen ferner eine zweite ladungstragende Gruppe enthält. Die erste ladungstragende Gruppe ist die bereits oben genannte Carbonat-, Sulfonat-, Phosphonat- oder Sulfatgruppe. Ohne sich auf eine Theorie festlegen zu wollen, wird erwartet, dass eine zweite ladungstragende Gruppe eine Abstoßungskraft liefert, die die Lagen auseinanderdrängt, aus denen das geschichtete Doppelhydroxid gebildet ist. Die geschichtete Struktur des geschichteten Doppelhydroxids wird somit beseitigt, und ein homogenes Mischen mit einer polymeren Matrix ist möglich. Beispiele für geeignete ladungstragende Gruppen sind in diesem Zusammenhang Ammonium-, Phosphonium-, Sulfonium-, Carboxylat-, Sulfonat-, Phosphoriat- und Sulfatgruppen. Die zweite ladungstragende Gruppe ist vorzugsweise eine kationische Gruppe. In diesem Zusammenhang soll der Begriff ladungstragende Gruppe auch Gruppen wie Aminogruppen einschließen, die unter bestimmten Bedingungen ionisiert werden können. Es ist außerdem klar, dass einige der genannten ladungstragenden Gruppen mit der polymeren Matrix reaktiv sein können. Es hat sich herausgestellt, dass die Verwendung von Anionen, die diese ladungstragenden Gruppen enthalten, zu einem besonders homogenen Nanoverbundmaterial führen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Nanoverbundmaterials wie es oben beschrieben ist. Diese Herstellung kann erfolgen, indem zuerst ein synthetisches geschichtetes Doppelhydroxid hergestellt wird, das die gewünschten Anionen enthält; es ist jedoch auch möglich, von fertigem geschichteten Doppelhydroxid auszugehen und dieses einem Ionenaustausch zu unterziehen. Das mit den gewünschten Anionen modifizierte geschichtete Doppelhydroxid wird mit der polymeren Matrix gemischt, um das Nanoverbundmaterial zu bilden.
Anstelle des Mischens des geschichteten Doppelhydroxids mit einem polymeren Material ist es auch möglich, das geschichtete Doppelhydroxid mit monomerem Material zu mischen, aus dem in einer Polymerisationsreaktion in Gegenwart des geschichteten Hydroxids die polymere Matrix gebildet werden kann.
Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Nanoverbundmaterials ist es bevorzugt, das geschichtete Doppelhydroxid vorher zu mahlen oder zu pulverisieren. Eine solche Vorbehandlung des geschichteten Doppelhydroxids ermöglicht leichteres und besseres Mischen der verschiedenen Bestandteile.
Das Zusammenbringen der Bestandteile eines erfindungsgemäßen Nanoverbundmaterials kann nach jedem geeigneten Verfahren durchgeführt werden, vorausgesetzt, dass solche Verfahren ein richtiges Mischen ergeben. Beispiele für Verfahren, um die Bestandteile zusammenzubringen, umfassen längeres Rühren bei erhöhter Temperatur sowie Extrusion. Geeignete Bedingungen für das Mischen hängen von der Natur der gewählten Bestandteile ab und können durch den Fachmann leicht ermittelt werden. Die Extrusion kann beispielsweise zwischen 40 und 250ºC in einem Extruder mit einer Doppelschnecke durchgeführt werden. Insbesondere beim Mischen einer fertigen polymeren Matrix mit einem geschichteten Doppelhydroxid ist es bevorzugt, die Materialien durch Extrusion zu mischen.
Die erfindungsgemäßen Nanoverbundmaterialien sind besonders zur Verwendung in einer großen Vielfalt von Anwendungen geeignet. Die Materialien sind in hohem Maße verarbeitbar und können in konventionellen Formgebungsstufen geformt werden, wie Spritzgießen und Extrusionsverfahren. Es können aus dem vorliegenden Nanoverbundmaterial geformte Gegenstände mit vielerlei Beschaffenheiten hergestellt werden. Beispiele umfassen irgendeine Anwendung, für die das Material der polymeren Matrix geeignet ist. Als bevorzugte Anwendungen können Fasern, Verpackungsmaterialien und Baumaterialien genannt werden.

Claims

1. Nanoverbundmaterial auf Basis einer polymeren Matrix und eines geschichteten Doppelhydroxids, bei dem die polymere Matrix in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Nanoverbundmaterial, vorhanden ist und bei dem das geschichtete Doppelhydroxid eine Menge von Anionen von mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen in dem geschichteten Doppelhydroxid, enthält, wobei die Anionen mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind und wobei mindestens 5% der Menge an Anionen eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten.

2. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 1, bei dem das geschichtete Doppelhydroxid ein Hydrotalkit oder ein hydrotalkitartiges Material ist.

3. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 2, bei dem das geschichtete Doppelhydroxid eine Ionenaustauschkapazität von 0,5 bis 6 meq/g aufweist und der Formel (I)

[M(1-x)²&spplus;Mx³&spplus;(OH)&sub2;][Ax/yy-·nH&sub2;O] (I)

genügt, in der M²&spplus; ein zweiwertiges Kation ist, M³&spplus; ein dreiwertiges Kation ist, x eine Zähl zwischen 0,15 und 0,5 ist, y 1 oder 2 ist, n eine Zahl von 1 bis 10 ist und A ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cl&supmin;, Br&supmin;, NO&sub3;&supmin;, SO&sub4;²&supmin;, CO&sub3;²&supmin; und Anionen ist, die mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind, wobei mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, der Anionen A mit der polymeren Matrix verträglich oder reaktiv sind und eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten:

4. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 3, bei dem M²&spplus; ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Mg²&spplus;, Zn²&spplus;, Ni²&spplus;, Fe²&spplus;, Cu²&spplus;, Co²&spplus;, Ca²&spplus;, Mn²&spplus; und Kombinationen derselben.

5. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 3 oder 4, bei dem M³&spplus; ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Al³&spplus;, Cr³&spplus;, Fe³&spplus;, Co³&spplus;, Mn³&spplus; und Kombinationen derselben.

6. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 3 bis 5, das eine Menge von mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, an Anionen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Anionen von Carbonsäuren, Sulfonsäuren, Phosphonsäuren und Hydrogensulfaten enthält, die eine Alkyl- oder eine Alkylphenylgruppe mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen enthalten.

7. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 6, bei dem die Anionen eine reaktive Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy, Amino, Epoxy, Vinyl, Isocyanat, Carboxy, Hydroxyphenyl und Anhydrid enthalten.

8. Nanoverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Menge von mindestens 80%, vorzugsweise mindestens 95%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, Anionen enthält, wobei die Anionen mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind und eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten.

9. Nanoverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite ladungtragende Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammonium-, Phosphonium-, Sulfonium-, Carboxylat-, Sulfonat-, Phosphonat- und Sulfatgruppen.

10. Nanoverbundmaterial nach Anspruch 1 bis 8, bei dem die zweite ladungtragende Gruppe eine kationische Gruppe ist.

11. Nanoverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die polymere Matrix in einer Menge von mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf das Nanoverbundmaterial, vorhanden ist.

12. Nanoverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die polymere Matrix einen Polymerisationsgrad von mindestens 20 aufweist.

13. Nanoverbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die polymere Matrix ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Vinylpolymeren, Polyestern, Polycarbonaten, Polyamiden, Polyurethanen und Polyepoxiden.

14. Verfahren zur Herstellung eines Nanoverbundmaterials gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, bei dem eine polymere Matrix und ein geschichtetes Doppelhydroxid, wobei das geschichtete Doppelhydroxid eine Menge von Anionen von mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, enthält, die mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind und eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten, in einem solchen Verhältnis miteinander gemischt werden, dass das Nanoverbundmaterial mindestens 50 Gew.-% der polymeren Matrix umfasst.

15. Verfahren zur Herstellung eines Nanoverbundmaterials gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, bei dem monomeres Material für die Bildung einer polymeren Matrix und ein geschichtetes Doppelhydroxid, wobei das geschichtete Doppelhydroxid eine Menge von Anionen von mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, enthält, die mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind und eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten, gemischt werden, woraufhin das monomere Material polymerisiert wird, wobei eine solche Menge an monomerem Material verwendet wird, das die polymere Matrix in dem Nanoverbundmaterial in einer Menge von mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf das Nanoverbundmaterial, vorhanden ist.

16. Modifiziertes geschichtetes Doppelhydroxid, das zur Einarbeitung in eine polymere Matrix zur Bildung eines Nanoverbundmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 geeignet ist, wobei das modifizierte geschichtete Doppelhydroxid eine Menge von Anionen von mindestens 20%, bezogen auf die Gesamtzahl von Anionen des geschichteten Doppelhydroxids, enthält, wobei die Anionen mit der polymeren Matrix verträglich und/oder reaktiv sind und eine zweite ladungtragende Gruppe enthalten.

17. Geformter Gegenstand aus einem Nanoverbundmaterial gemäß den Ansprüchen 1 bis 13 oder hergestellt gemäß Anspruch 14 oder 15.