不同链长的聚醚铵阳离子协同插层对蒙脱土性能的影响

为了制备高性能的聚合物/蒙脱土纳米复合材料, 必须对蒙脱土(MMT)进行有机改性来改善蒙脱土表面的疏水性、提高蒙脱土与聚合物之间的相容性, 同时也需要尽可能地增大蒙脱土的层间距. 为此, 提出了一种采用不同链长的聚醚铵阳离子协同插层MMT 的新方法, 即采用D2000(或T5000)聚醚铵盐与D400 聚醚铵盐协同插层MMT, 并采用X射线衍射分析(XRD)和热重分析(TGA)研究了协同插层对改性MMT 的层间距、有机含量以及耐热性的影响. 另外, 也研究了插层过程中的搅拌方式和D400 聚醚铵盐多次插层对改性MMT 的层间距、有机含量等的影响. 研究结果表明,采用长链聚醚铵阳离子协同插层更有利于提高D400 聚醚铵盐改性MMT 的层间距和有机含量; T5000 协同插层MMT中总的有机含量(64.06%)进一步增加, 这可能是因为T5000 的支链在MMT 层间形成的笼型结构既提供了更大的空隙,又起到了屏蔽作用, 同时也得到了较大的层间距(6.86 nm).     

几种聚醚胺改性蒙脱土对环氧树脂固化过程的影响

首先制备了五种聚醚胺改性蒙脱土(MMT), 并将这五种聚醚胺改性蒙脱土加入到双酚A 型环氧树脂E51 和聚醚胺D400体系中, 采用差示扫描量热法(DSC)考察了五种聚醚胺改性MMT对环氧树脂升温固化进程的影响. 随后, 优选一种EP/MMT 混合体系即EP/D400-T500-MMT 混合体系, 系统地研究了该体系与纯环氧树脂体系在130, 140, 150 及160 ℃等几个温度下的等温固化过程, 考察了等温固化时间对固化度和固化度变化速率的影响以及固化度与固化度变化速率之间的关系, 并利用Kamal 模型进行拟合计算了固化动力学参数. 研究结果表明, 与纯环氧树脂相比, 几种聚醚胺改性MMT 的固化放热峰均向高温迁移, 同时聚醚胺D400 协同插层MMT 降低了高分子量聚醚胺插层MMT 所导致的环氧树脂DSC 曲线的畸变情况; EP/D400-T500-MMT 混合体系和纯环氧体系的等温固化反应过程符合Kamal 模型;在相同的固化温度下, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的反应速率常数k₁ 和k₂ 值以及反应级数m 均比纯EP 体系小, 而反应级数n 以及总反应级数m+n 值比纯EP 体系大, 表明两种聚醚胺协同插层的改性蒙脱土D400-T5000-MMT 的加入降低了环氧体系固化反应速率. 另外, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的活化能E_a1 和E_a2 与纯EP 体系的相比也略有升高.