聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的自组装行为

聚合物／层状硅酸盐（PLS）纳米复合材料由于具有常规复合材料所没有的结构、形态以有较常规聚合物基复合材料更优异的物理力学性能等而引起人们的关注^[1],但以往文献^[1-3]主要报道PLS纳米复合材料的制备与性能表征,对于熔融加工过程中粘土粒子吸高分子的取向和结构研究很少。作者等^[4-6]发现了剥离型聚苯乙烯（PS）／蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构,并采用广角X射线衍射法（WAXD）、透射电镜法（TEM）和红外二向色性法对其形成机理进行了研究。结果表明,该有序结构的主要来源是分散在PS基体中的蒙脱土初级粒子（Primary particles）内部片层的规整排列以及沿平行于样品表面方面的平面取向,PS的苯环平面平行剪切流动方向取向,而烷项链未见明显取向。本文报道该纳米复合材料的剪切诱导有序结构在升温过程中出现的自组装行为,并用原位升温X射线衍射法和红外二向色性法对蒙脱土初级粒子的规整度以及PS的苯环和烷基链在升温过程中的取向行为进行了研究,在此基础上提出了可能的形成机理。     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构(Ⅰ)——广角X射线衍射与透射电镜研究

聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料是近10余年来迅速发展起来的的交叉学科.由于其具有常规复合材料所没有的结构、形态以及较常规聚合物基复合材料更优异的性能等而引起人们的广泛关注[1].以往文献主要报道PLS纳米复合材料的制备与性能表征,如尼龙-6/蒙脱土[2]、PET/蒙脱土[3]和硅橡胶/蒙脱土[4]等.对于熔融加工过程中粘土片层及高分子的取向和结构研究很少.Kojima等[5]发现并研究了尼龙-6/蒙脱土纳米复合材料中的熔融剪切诱导取向结构,其X射线衍射与透射电镜(TEM)结果均表明,粘土片层沿熔体流动方向平行取向,但片层间距不等,因此为一平行取向但无序的结构.对于PLS纳米复合材料中的剪切诱导有序结构尚未见报道.     

聚丙烯酰胺/蒙脱土纳米复合物-聚乙烯醇共混膜的制备及其渗透汽化性能

用原位聚合法制备聚丙烯酰胺/蒙脱土(PAM/MMT)纳米复合材料, 通过透射电镜研究了蒙脱土在聚丙烯酰胺基体中的形貌和分布. 结果表明, 蒙脱土以片层结构分布在聚合物基体中. 用超声波分散聚乙烯醇和聚丙烯酰胺-蒙脱土共混铸膜液制得共混膜, 用红外吸收光谱和扫描电镜研究了两者的相互作用和形貌. 考察了共混膜在异丙醇-水混合溶液中的溶胀吸附性能及共混比和蒙脱土含量对膜分离性能的影响, 结果显示, 聚乙烯醇膜中添加适量的蒙脱土纳米粒子可以大大改善膜的分离选择性.     

4,4'-二氨基二苯醚二苯酮固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

采用离子交换法, 用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土(MMT), 使蒙脱土的层间距由1.49 nm扩大到2.21 nm, 制备了环氧树脂/ BADK/MMT纳米复合材料, 并用XRD等手段研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层及剥离行为. 研究结果表明, 蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响, 只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

光诱导聚合蒙脱土插层纳米复合材料的研究

用两种光聚合法研究了蒙脱土插层复合材料的制备.用小角X光衍射技术对产物内蒙脱土的结构进行表征,结果表明,蒙脱土经改性后能很好地使聚合单体及预聚物插入黏土层内并在光照下"就地”聚合生成光聚合复合材料.对光聚合法制备蒙脱土纳米复合材料的优缺点进行了初步讨论.     

双单体原位接枝插层法制备聚丙烯纳米复合材料的研究Ⅰ.制备、表征及力学性能的研究

用有机插层剂处理蒙脱土原土 ,制得有机蒙脱土 (O MMT) .采用双单体 (马来酸酐和苯乙烯 )原位接枝插层法 ,制备了聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料母料 .将母料与聚丙烯基体在双螺杆上共混挤出 ,制得聚丙烯 蒙脱土纳米复合材料 (PP Montmorillonetenanocomposites,PMNC) .这是制备聚合物纳米复合材料的一种新方法 .通过X 射线衍射测试 (XRD)表明 ,有机蒙脱土片层 0 0 1面间距从原土的 1 4 9nm扩大到 2 96nm ,复合材料中蒙脱土片层 0 0 1面间距由有机蒙脱土的 2 96nm扩大到 4 0nm .力学性能测试表明 ,复合材料的力学性能明显优于PP基体 ,在提高材料拉伸强度的同时 ,缺口冲击强度也得到很大的提高 .用扫描电镜 (SEM)对材料的冲击断面形貌进行了研究 ,并从理论上分析了断裂机理 .随着蒙脱土含量的增加 ,冲击断裂形式逐渐从脆性断裂变成韧性断裂     

聚萘并噁嗪/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用原位插层反应法地制备了聚萘并嗪 蒙脱土纳米复合材料 .采用X ray衍射 (XRD)及透射电镜(TEM)研究复合材料中蒙脱土硅酸盐片层间距 ,发现硅酸盐片层间距由 1 2 6nm扩增至 5 88nm以上 .同时研究了该复合材料的耐热性 ,并探讨了复合材料的结晶行为     

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料非等温结晶动力学和透明性研究

将有机化的蒙脱土与尼龙6(PA6)在Haake共混机中共混,制备出尼龙6/蒙脱土纳米复合材料(PA6N);对尼龙6/蒙脱土纳米复合材料和纯尼龙6分别进行差示扫描量热法非等温结晶试验,以了解蒙脱土在尼龙6/蒙脱土纳米复合材料中的成核作用、扩大尼龙6在包装领域的应用范围.与此同时,采用偏光显微镜测定了样品的结晶形态;采用紫...     

聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成与性能

采用聚氨酯本体预聚法 ,利用原位插层聚合合成了聚氨酯 蒙脱土纳米复合材料 .通过X 射线衍射(XRD)和Molau实验研究了蒙脱土在复合材料中的分散情况 .红外分析 (IR)表明随着蒙脱土含量的增加 ,复合材料羰基氢键减少 .动态力学分析 (DMA)以及差热分析 (DSC)结果说明随着蒙脱土含量的增加 ,材料的玻璃化温度降低 .聚氨酯纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率同时提高 ,表现出较好的力学性能 .     

动态扭振法观察环氧树脂/蒙脱土插层聚合物的二次固化

聚合物 /无机纳米复合材料是当今材料研究中的热点。但由于无机纳米颗粒在聚合物中不易分散 ,有时用具有纳米层间距的片晶结构的无机矿物 ,如蒙脱土作填料 ,通过聚合时的热效应来撑开片晶达到蒙脱土的纳米级分散 ,制得所谓的插层聚合物〔1〕。插层型纳米复合材料不仅物理力学性能有很大提高 ,并且也为高分子凝聚态物理工作者提供了研究聚合物分子在二维空间受限情况的理想模型。由于在蒙脱土层间和层外的聚合物所处的环境不一样 ,它们的一些行为会有所不同。本文在用动态扭振法研究环氧树脂 /蒙脱土插层聚合物的等温固化行为时 ,观察到了该…     

三聚苯撑乙烯/蒙脱土发光光谱的时间依赖性

用原位插层法制备了插层型的三聚苯撑乙烯/蒙脱土(TPV/MMT)纳米复合材料. 研究了新制备及在室温储存180天后的TPV/MMT纳米复合材料的荧光光谱及蒙脱土层间距的变化情况. 荧光光谱分析表明, 储存180天后, TPV/MMT纳米复合材料的最大发射峰由494 nm蓝移到438 nm, 半峰宽由77 nm增加到104 nm. X射线衍射结果表明, 与新制备的复合材料相比, 蒙脱土的层间距由1.52 nm减小到1.22 nm. 红外光谱分析表明, 室温储存180天后的三聚苯撑乙烯苯环的某些特征峰由1598 和1554 cm-1分别红移到1506和1462 cm-1. 依据相关实验和理论数据探讨了储存180 天前后TPV在蒙脱土中聚集态结构的变化方式.     

有机蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料的阻燃性能研究

采用机械混炼插层法制备有机蒙脱土/天然橡胶(TMT/NR)纳米复合材料.使用X-射线衍射(XRD)和红外表征了有机蒙脱土的结构特性,并用锥形量热仪测试了纳米复合材料的燃烧性能.结果表明,有机蒙脱土/NR纳米复合材料的热释放速率(HRR)、生烟速率(SPR)等较纯天然橡胶、未改性蒙脱土/NR复合材料均所有降低,表现出较好的阻燃性能.通过对纳米复合材料的燃烧性能和燃烧残余物分析,探讨了该体系的阻燃机理.     

高抗冲聚苯乙烯/粘土纳米复合材料的制备、热稳定性及流变性能

用双螺杆挤出共混法制备了高抗冲聚苯乙烯 (HIPS) 有机蒙脱土 (Org MMT)插层纳米复合材料以及HIPS 无机蒙脱土 (MMT)常规复合材料 .分别用TGA和毛细管流变仪研究了它们的热性能与流变性能 ,并比较了两种结构材料的性能差异 .结果表明 ,纳米复合材料比纯HIPS和常规的复合材料具有更好的热稳定性和流动性 ,前者具有更强的剪切变稀行为 .此外 ,当蒙脱土达到纳米级分散时 ,复合材料的表面也变得更加平整光滑 .     

丙烯酸树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备研究

采用离子交换法,用十六烷基三甲基溴化铵对钠基蒙脱土(Na-MMT)进行改性制备了有机蒙脱土(OMMT).用丙烯酸(AA)、硫酸化蓖麻油、乳化剂OP-10、过硫酸钾为原料进行水溶液聚合制得丙烯酸树脂.将丙烯酸树脂与改性蒙脱土通过聚合插层制备了丙烯酸树脂/ 蒙脱土纳米复合材料.通过傅立叶变换红外(FTIR)和X-射线衍射 (XRD)等手段对复合材料的结构进行了表征,结果表明:丙烯酸树脂插层进入有机蒙脱土内可形成插层型或剥离型的纳米复合材料.蒙脱土含量及蒙脱土与丙烯酸树脂的反应温度、反应时间均对复合材料的剥离行为产生影响,在蒙脱土含量为树脂固含量的7%、温度为70℃、反应4h的条件下可得到完全剥离的纳米复合材料.     

静电自组装聚电解质/有机染料插层蒙脱土光致变色纳米复合膜

从构筑静电自组装聚电解质／有机染料插层蒙脱土光致变色纳米复合膜所必需 的基本纳米构件--有机染料插层蒙脱土光致变色纳米复合物的设计出发，制备了具有光致 变色功能的蒙脱土／阳离子偶氮染料（GTL）均插层纳米复合物现，插人蒙脱土层 间的GTL热稳定性大幅度提高．由于GTL在纳米受限空间的超分子有序结构共轭，使 偶氮基发生了高达91 nm的显著红移．使用该插层纳米复合物构件与阳离子聚电解 质（PDAC）通过静电自组装得到了生长均匀、排列规整有序的光致变色聚电解质／ 阳离子偶氮染料插层蒙脱土纳米复合膜.     

聚N-甲基苯胺/蒙脱土纳米复合材料的合成及其协同电流变效应

用插层聚合法制备了聚N 甲基苯胺 蒙脱土纳米复合材料微粒 ,通过IR、XRD及TEM对其结构进行了表征 .观察发现聚N 甲基苯胺插入蒙脱土层间后 ,蒙脱土片层间距由 0 96nm扩大至 1 34nm .将其分散在甲基硅油中 (2 0wt% )配制成无水电流变液 ,该复合材料表现出显著的协同效应 ,具有较好的电流变行为 .实验表明在电场作用下聚N 甲基苯胺 蒙脱土纳米复合材料的电流变效应比聚苯胺、蒙脱土都有显著提高 ,在 3kV mm(DC ,74 5s- 1 )时 ,剪切强度达 6 0kPa ;同时抗沉降性极好 ,静置 6 0天沉淀率小于 3% .介电性能测试表明聚N 甲基苯胺 蒙脱土纳米颗粒的介电常数和介电损耗较蒙脱土和聚N 甲基苯胺明显提高 ,电导率也达到了最佳范围 .     

甲苯-2,4-二异氰酸酯修饰蒙脱土及聚苯乙烯蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用FTIR和WAXD法研究了甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)的邻位和对位异氰酸酯基团与蒙脱土表面羟基的修饰反应,在此基础上提出了结构模型;用TDI修饰后的蒙脱土成功制备了插层型聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料,并用WAXD和TEM进行了表征.实验结果表明,修饰后TDI与蒙脱土表面形成化学键,使蒙脱土的片层间距显著增大,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在蒙脱土层间由双层平行排列转变为双层脂肪链倾斜方式排列.在苯乙烯插层聚合过程中,蒙脱土层间距进一步扩大,其初级粒子在聚苯乙烯基体中的厚度约20～50nm.     

聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料的合成、结构与性能

采用插层聚合法合成了综合力学性能优异的聚氨酯 蒙脱土纳米复合材料 .X 射线衍射结果表明 ,蒙脱土以平均层间距不小于 4 5nm的宽分布分散在聚氨酯基体中 .加入 7 5wt%左右的蒙脱土 ,复合材料的拉伸强度高于纯PU基体的 2倍 ,断裂伸长率则高于纯PU基体的 4倍以上 .TGA分析表明 ,聚氨酯 蒙脱土纳米复合材料的热稳定性略有提高     

本质阻燃聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合物的制备及性能

通过原位聚合法制备了本质阻燃聚苯乙烯[P(St-co-AEPPA)]/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合物[P(St-co-AEPPA)/OMMT], 并用普通聚苯乙烯/有机改性蒙脱土(PS/OMMT)复合物作为对比实验, 研究了含磷、氮单体丙烯酸羟乙基-苯氧基-二乙基磷酰胺(AEPPA)和OMMT等添加物对本质阻燃聚苯乙烯性能的影响.用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析了复合材料的结构与形貌, 并对OMMT在基体中的分散机理进行了讨论.用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)和微型量热仪(MCC)研究了材料的热性能和燃烧性能.结果表明, AEPPA和OMMT能够显著提高基体的热稳定性和阻燃性.     

sPS/PA6/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

讨论了间规聚苯乙烯 (sPS) 尼龙 6(PA6) 磺化间规聚苯乙烯 (SsPS H) 蒙脱土纳米复合材料的制备技术和新材料的结构与性能特征 .蒙脱土经层间改性处理后 (MTN) ,可分别将SsPS H和aPS(无规聚苯乙烯 )插入其纳米层间 ,制备出插层型纳米复合物MTN SsPS和MTN aPS .在sPS/PA6/SsPS H三组分共混体系中加入MTN SsPS或MTN aPS ,进行四组分熔融共混即可制备出sPS/PA6/SsPS H/蒙脱土纳米复合材料 .TEM测定证实了蒙脱土在基体中的层厚分布约为 5 0nm .此外 ,采用DSC、DMA、XRD及力学性能测试仪等现代分析方法对sPS/PA6/SsPS H/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能进行了详细研究 .研究结果表明这种纳米复合材料具有优良的综合性能