累托石粘土/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的热性能研究

以十二烷基季铵盐与累托石 (REC)进行阳离子交换得到有机粘土 (OREC) ,以OREC与热塑性聚氨酯弹性体 (TPUR)采用熔融挤出共混法制备了OREC TPUR纳米复合材料 .用透射电子显微镜 (TEM)表征了复合材料的微相结构 ,测试了复合材料动态热机械性能 (DMA)及热失重 (TG) ,讨论了复合材料的耐热空气老化性能及耐油介质性能等 .结果表明 ,累托石粘土在聚氨酯热塑性弹性体中以纳米尺寸分散 ,纳米复合材料具有较高的动态热机械性能 ,其储能模量最大可提高 7倍多 ,损耗模量最大可提高 4倍多 .复合材料的其他性能均有不同程度的提高 ,特别是OREC添加量为 2 %时 ,复合材料TG、耐油性及耐空气老化性能最高 .其初始分解温度提高 1 5℃ ,在 40 #机油中浸泡 1 68h后拉伸强度保持率达到 86 4% ,1 2 0℃热空气老化箱中老化 72h后拉伸强度保持率达到 87 0 % .     

新环氧树脂纳米复合材料的合成和结构研究

以具有层状硅酸盐结构的累托石(REC)为主体,以烷基季铵盐为改性剂合成了有机累托石(OREC),以有机累托石和环氧树脂复合,制备出纳米复合材料。累托石含量在0.8wt.% 时,纳米复合材料具有最佳力学和热学性能,冲击强度增加到65.6 kJm-2,断裂伸长率从4.7 %增加到20.2 %,玻璃化转变温度提高到 197.9 ℃。用X-小角衍射法、透射电镜和红外吸收光谱研究了材料的微观结构,XRD 衍射图显示,未经处理REC 的层间距d001 = 2. 2 nm,经有机改性后,累托石片层间距扩大到2.8 nm,与环氧树脂复合后,其层间距扩大到4.2 nm 左右,FT-IR图显示,有机累托石中出现十六胺的特征吸收峰,TEM照片显示该复合材料是一种纳米复合材料。     

羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料及其药物缓释性能研究

利用简单的溶液插层法制备了羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料,其中累托石(REC)用十六烷基三甲基溴化铵进行改性.用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征了该纳米复合材料的微观结构和形态,实验表明羧甲基壳聚糖插层进入了累托石层间,增大了累托石的层间距,并且累托石均匀地分布在羧甲基壳聚糖基体中.以牛血清蛋白(BSA)为药物模型,研究了纳米复合材料与海藻酸钠形成的微球的药物缓释性能.结果显示,该微球对药物的包封率及缓释性能与纯羧甲基壳聚糖微球相比都有较大改善,包封率从56%提高到86%,药物缓释时间从24 h上升到72 h.并且纳米复合材料/海藻酸钠微球的释药具有pH响应性,在pH为1.2的条件下释药慢,而在pH为7.4时释药快,可用于小肠或结肠定位缓释系统.因此,羧甲基壳聚糖/有机累托石纳米复合材料很有潜力作为药物载体.     

层状硅酸盐累托石/环氧树脂纳米复合材料的结构和性能研究

用有机改性的层状累托石与环氧树脂复合制备出纳米复合材料 .通过改变累托石含量发现在很低含量 (0 5W % )时纳米复合材料具有最佳力学和热学性能 ,冲击强度增加 12 0 % ,断裂伸长率增加 330 %玻璃化转变温度提高 2 8℃ .用X衍射、透射电镜和红外吸收光谱研究了材料的微观结构 ,结果表明层状累托石和环氧树脂发生了化学反应 ,观测到了层状累托石完全剥离和插层两种结构形态 ,且累托石含量较低时容易形成剥离型 .具有大的比表面积、高的反应活性的累托石片层分散于环氧基体中形成剥离型为主的结构有利于改善复合材料的力学性能并增加其热稳定性 .     

累托石/聚丙烯插层纳米复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了有机改性累托石 (OREC)粘土 均聚聚丙烯 (PP)纳米复合材料 ,以X 射线衍射分析 (XRD)及透射电子显微镜分析 (TEM)观察了复合材料的相貌结构 ,研究了复合材料的力学性能及热性能 .结果表明 ,OREC在添加份数较少时可与均聚聚丙烯熔融插层形成插层型聚丙烯纳米复合材料 ,该复合材料与纯PP相比 ,具有较高的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度 .在有机粘土添加 2 %时 ,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度最高 ,与纯PP相比 ,2 %添加量的聚丙烯纳米复合材料拉伸强度提高 6 5 7% ,断裂伸长率提高 2 89 3% ,冲击强度提高 14 1% ,10 %失重率时对应的热分解温度提高 50K .     

激光烧结制备尼龙12/累托石纳米复合材料

将有机累托石与尼龙12粉末混合,采用激光烧结(SLS)技术制备了尼龙12累托石纳米复合材料,这是一种使纳米复合材料的制备与材料的成型同时进行的方法.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能及热性能进行了研究.结果表明,尼龙12分子在激光烧结过程中插入到累托石层间,形成的复合材料在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能及热稳定性能方面均优于尼龙12烧结试样.     

CdS-TiO2/累托石复合材料的制备及光催化性能

采用原位插层法制备了CdS-TiO2/累托石纳米复合材料. 以X射线粉未衍射、电镜、红外光谱、漫反射吸收光谱及液氮吸附比表面积测定等方法对其微结构和性能进行了分析与表征. 并以罗丹明B(RB)为模拟有机污染物, 对比研究了累托石、TiO2/累托石与CdS-TiO2/累托石的吸附和光催化性能. 结果表明, 与累托石相比, CdS-TiO2/累托石具有更复杂的多孔结构、更大的孔体积和比表面积以及更有效的光吸收能力; 该类复合材料表现出良好的吸附性能和光催化降解活性.     

聚丙烯/累托石纳米复合材料的非等温结晶动力学研究

在双螺杆挤出机上熔融共混制备了聚丙烯 (PP) 有机累托石 (OREC)纳米复合材料 ,采用广角X 射线衍射 (WAXD)定性地分析了PP OREC纳米复合材料及纯PP的结晶形态 ,由半峰宽定性地判断了对应晶面法向的晶粒的大小 .结果表明有机累托石没有改变聚丙烯的结晶晶型 (纳米复合材料主要还是α晶型 ) ,但是细化了晶粒的尺寸 .采用差示扫描量热法 (DSC)定量地研究了复合材料的非等温熔融结晶动力学 ,对所得数据分别用Jeziorny法的Mo法进行了处理 ,表明非等温结晶动力学参数Zc 及Avrami指数n随冷却速率的增加而增加 ,复合材料的Avrami指数n大于纯PP的n ;对相同配比的纳米复合材料 ,随着结晶度的增加 ,单位结晶时间里达到一定结晶度所需要的降温速率F(T)增大 ,对同一个设定的结晶度 ,纳米复合材料的F(T)比纯PP的小 ,说明需要的降温速率减小 .所有这些均说明有机累托石可作为聚丙烯的结晶成核剂 .     

纳米二氧化硅诱导聚氨酯弹性体结晶行为的研究

使用溶剂共混法制备了热塑性聚氨酯弹性体/纳米二氧化硅复合材料,采用多种实验技术阐明了纳米二氧化硅诱导聚氨酯弹性体中软段结晶的微观机理.TEM表明纳米二氧化硅在聚氨酯弹性体中有很好的分散性,DSC实验发现高温退火后等温结晶处理的聚氨酯纳米复合材料中软段的结晶性和玻璃化转变温度显著提高,纳米二氧化硅的加入量影响玻璃化转变温度和熔融焓最终的平衡值以及它们的增长速率.固体NMR实验发现退火后复合材料中的软段分子运动受到限制,而硬段的链运动明显提高.上述实验结果表明硬段链间的氢键在高温下被破坏,在退火过程中纳米二氧化硅与硬段间的相互作用使得硬段链运动增强,进而促进了与硬段相连的软段结晶能力的提高.基于实验结果建立了聚氨酯/无机纳米复合材料在高温退火和低温等温结晶处理下微观结构和动力学演化的物理模型.     

改性累托石的制备及其对水中磷的吸附研究

利用有机改性法对累托石(REC)进行改性,制得季铵盐改性累托石(REC-1631),再对碱性条件下的REC-1631用FeCl_3·6H_2O和FeSO_4·7H_2O进行磁性处理,制得磁性累托石(Fe_3O_4/REC-1631),并对水中磷的吸附性能进行研究。结果表明,REC对废水中磷的最大吸附量由改性前的61.60 mg/g提高到改性后117.00mg/g,吸附效果明显增大,同时还具有稳定的磁性,便于回收再利用,其吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附曲线。     

A novel organic rectorite modified bismaleimide/diallylbisphenol A system

4,4′‐Bismaleimidodiphenylmethane (BMIPM)/O,O′‐diallylbisphenol A (BA) system was modified by organic rectorite (OREC) to develop a novel BMI/BA/OREC nanocomposite. The effect of OREC on the viscosity and reactivity of BMIPM/BA system was investigated. The mechanical properties of BMIPM/BA/OREC composites such as the flexural and impact strength were evaluated. The morphology of cured BMIPM/BA/OREC systems was investigated by X‐ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and scanning electron microscopy (SEM). The hot water resistance of BMIPM/BA/OREC systems was discussed. The thermal property of BMIPM/BA/OREC systems was investigated using thermogravimetric analysis (TGA). The dynamic mechanical properties of BMIPM/BA/OREC systems were also measured. Results show that the addition of OREC has a significant influence on the reactivity of the BMIPM/BA system. Proper content of OREC can improve the flexural strength, impact strength, and hot water resistance of a BMIPM/BA system. The addition of OREC cannot decrease the thermal degradation temperature of cured BMIPM/BA system with a slight sacrifice of the glass transition temperature (Tg). Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Organically modified rectorite toughened poly(lactic acid): Nanostructures, crystallization and mechanical properties

To improve the toughness of PLA, poly(lactic acid) (PLA)/organically modified rectorite (OREC) nanocomposites were prepared via the melt-extrusion method. A partially exfoliated and partially intercalated structure was confirmed by WAXD and TEM. The crystallization behaviors of neat PLA and nanocomposite were studied by POM and DSC, and it was found that OREC had a great effect on the overall crystallization rate and spherulitic texture of PLA. The presence of OREC could toughen PLA greatly. For example, when 1 wt.% OREC was added, the elongation at break of the nanocomposite was increased to 210%. The toughening mechanism was analyzed through the observation of the inner structure of the tensile test bar using SEM.     

Surface Modification of Rice Husk Ash by Ethanol-assisted Milling to Reinforce the Properties of Natural Rubber/Butadiene Rubber Composites

Rice husk ash(RHA), obtained by pyrolysis of rice husks, can be used as a potential reinforcing filler for rubber composites. In this work, ball milling in ethanol(ethanol-assisted milling) was used to hydroxylate the surface of RHA, promoting the graft modification of bis-(γ-triethoxysilylpropyl)-tetrasulfide(Si69). The obtained modified RHA(RHA-EM-Si69) was filled into the natural rubber/butadiene rubber(NR/BR) composites, and the filler-rubber interactions were enhanced. In consequence, RHA-EM-Si69 filled NR/BR composites showed overall improvement in the mechanical properties compared with RHA filled NR/BR composites. The tear strength increased from 13.37 kN/m to 34.71 kN/m, and the tensile strength increased from 1.84 MPa to 7.75 MPa. Carbon black(N774) was also used for comparison under the same conditions. This method provides a potential for promoting the value of RHA in rubber industry.     

LLDPE/纳米SiO_2复合材料的力学性能和光学性能研究

采用熔融共混方法制备了LLDPE 纳米SiO2 复合材料 ,并对该体系的力学性能和光学性能进行了系统研究 .结果表明 ,随着纳米SiO2 的加入 ,复合材料的弹性模量显著提高 ,冲击强度与拉伸强度呈峰形变化 ,且均在SiO2 含量为 3phr左右达到最大值 .加入少量的纳米SiO2 后 ,复合材料薄膜对长波红外线 (7～ 1 1 μm)的吸收能力较LLDPE膜有了显著提高 ,透光率略有下降但雾度提高 ,透光质量得到改善 .同时表明 ,纳米SiO2 的表面处理方法对膜的光学性能有显著影响