سیدن به عملکرد بالا به پلیمرها اضافه می‌نمایند. این مواد را با توجه به خواصی که به پلیمر می‌دهند، انتخاب می‌نمایند. برای مثال از الیاف کربن برای بالا بردن مدول پلیمر استفاده می‌شود[18،19].
به دلایل مختلفی استفاده از پرکننده‌های نانومتری در سال‌های اخیر افزایش‌یافته است که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
1- ترکیبی از خواص متفاوت در نانوکامپوزیت‌های پلیمری دیده می‌شود. برای مثال وجود نانوذرات در ترموپلاستیکهای آمورف و ترموپلاستیکهای نیمه بلوری باعث افزایش در تنش تسلیم18، استحکام پارگی و مدول یانگ در مقایسه با پلیمر خالص میشود[20]. چاواری19 (2006) با تحقیقات خود نشان داد اضافه کردن حدود 5% وزنی نانو خاک رس به ترموپلاستیک پلی‌یورتان باعث افزایش مدول یانگ از MPa50 به MPa70 میشود[21]. هم‌چنین کوان20 (2009) با تحقیقات خود نشان داد که با اضافه کردن 1% گرافن به ترموپلاستیک پلی‌یورتان مدول کششی از MPa10 در حالت پلیمر خالص به MPa25 در حالت نانوکامپوزیتی می‌رسد[22].
2- با استفاده از نانو تیوب‌های کربن در دههی 90 میلادی تحقیقات و پیشرفت‌های زیادی در این زمینه انجام شد. با وجود اینکه قبلاً نانولوله‌ها در دههی 60 میلادی کشف‌شده بودند ولی از اواسط دههی 90 در کامپوزیت‌های پلیمری مورد استفاده قرار گرفتند. خواصی که این نانوذره به پلیمر می‌دهد خواص الکتریکی و استحکامی می‌باشد[18].
بنابراین با توجه به پتانسیل زیاد نانوذرات در بهبود خواص پلیمرها مطالعات در این زمینه روز به روز در حال گسترش میباشد.
1-8-1. پرکننده‌های نانوذره‌ای
این نوع پرکننده‌ها که در شکل (1-7) نیز مشاهده می‌شوند را میتوان در سه گروه شامل موارد زیر تقسیم‌بندی کرد:
1. پرکننده‌های لوله‌ای با قطر کمتر از nm100
2. نانوذرات صفحه مانند (به‌طورمعمول لایه‌لایه هستند) با ضخامت تقریباً nm1
3. نانوذرات سه‌بعدی با اندازه‌ای با ابعاد nm100
باید توجه داشت که خواصی که این نانوذرات به پلیمر می‌دهند، شدیداً به نوع نانوذرات بستگی دارد. در ادامه برخی از نانو ذراتی که به صورت گسترده در پلیمرها به کار برده شدهاند، توضیح داده میشود[18].
شکل (1-7): انواع پرکنندههای نانوذرهای[18]
1-8-1-1. نانولوله‌های کربنی
نانولوله‌های کربنی‌ که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم تشکیل شده و به شکل استوانه‌ای توخالی میباشند. در سال ???? توسط سامیو ایجیما (از شرکت NEC ژاپن) کشف شدند. خواص ویژه و منحصربه‌فرد آن ازجمله مدول یانگ بالا و استحکام کششی خوب ازیک‌طرف و ماهیت کربنی بودن نانولوله‌ها باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقیقات مهمی در این زمینه باشیم. به‌طورکلی دو نوع نانولوله در تحقیقات مورداستفاده قرار میگیرند که شامل نانولوله‌های چند دیواره21 (MWNT) و نانولوله‌های تک دیواره22 SWNT)) میباشند (شکل (1-8))[18].
شکل (1-8): تصاویری از ساختار و سطح مقطع SWNT و MWNT [18]
نانولوله‌های کربنی در حین افزودن در ساختار پلیمر علاوه بر بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی پلیمرها باعث بهبود خواص حرارتی نیز می‌شوند[18].
کورنر (2005) و همکارانش افزایش رسانایی الکتریکی نانوکامپوزیت تا میزان s/cm10 در هنگام استفاده از نانولوله کربنی پلیمر را گزارش دادند[23]. باریک (2005) و همکارانش در تحقیقات خود نشان دادند که دمای انتقال شیشهای و مدول ذخیره هنگام استفاده از نانولوله کربنی در پلیمر افزایش مییابد[24].
1-8-1-2. نانوذرات فلزی یا سرامیکی (سه‌بعدی)
یکی از مزیت‌های استفاده از نانوذره در ساختار پلیمر این است که اندازهی زنجیره و اغتشاشات آن به پایداری می‌رسد. موادی که نمی‌توانند به‌راحتی رشد کنند همانند کریستال‌های تک به‌عنوان نانوذره در ساختار پلیمر استفاده میشوند که به آن خواص نیمه بلوری میدهند. به‌علاوه این ذرات با اندازهی خود مانع از مهاجرت در پلیمرها نیز می‌شوند. این نوع نانوذرات در صنایع رابری به‌عنوان کاتالیزور، جلوگیری از ورود آب به ساختار و … مورداستفاده قرار می‌گیرند[18].
1-8-1-3. نانو سیلیکات‌های لایهای (صفحه مانند)
سیلیکات‌های لایهای (آلومینوسیلیکات 2 به 1، فیلوسیلیکاتها و اسمکتیتها) تا به امروز بیشترین کاربرد را در تحقیقات نانوکامپوزیت‌های پلیمری داشته‌اند. سیلیکات‌های لایه‌ای خواص ساختاری مانند میکا و تالک دارند و از آلومینوسیلیکاتهای هیدراته تشکیل‌شده‌اند. این لایه‌ها ضخامتی در حدود 96/0 نانومتر دارند[18].