蒙脱土纳米片增强的仿生结构强韧水凝胶薄膜

传统单网络水凝胶力学性能差,难以作为对力学强度和综合性能方面有高要求的硬脑膜修复材料使用。提高水凝胶的力学性能对于水凝胶的应用具有重要意义。本文通过蒸发诱导组装方法制备了聚乙烯醇/蒙脱土（PVA/MMT）水凝胶薄膜,该水凝胶薄膜具有优异的机械性能和抗疲劳性能。所制备的PVA/MMT水凝胶薄膜厚度为200 - 300 μm之间,断裂应力为9.5 ± 0.2 MPa、模量为9.0 ± 0.9 MPa、疲劳强度为1154.02 J?m-2,性能优于现有的生物聚合物水凝胶。加入蒙脱土（MMT）后,PVA/MMT水凝胶薄膜的机械性能得到提升。这得益于MMT在PVA/MMT水凝胶薄膜中形成有序的层状结构。PVA70/MMT30水凝胶薄膜借助戊二醛交联后,PVA和MMT之间形成C-O-C共价键,促使薄膜的机械性能进一步提高。     

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 .     

聚N,N-二乙基丙烯酰胺蒙脱土纳米复合物的合成及溶胀性能

在制成钠基蒙脱土的基础上 ,对蒙脱土进行了改性 ,并把改性后的蒙脱土分散在N ,N 二乙基丙烯酰胺水溶液中进行聚合 .结果表明这种蒙脱土插层聚合的水凝胶的低温溶胀性能大大提高 ,其对水的释放曲线在特定的温度下也由S形转变为近一直线形 .由于蒙脱土的改性 ,在蒙脱土和聚合物之间的界面化学发生了改变 ,用X衍射分析表明此水凝胶是纳米复合材料 .而加入蒙脱土量达 10 %的水凝胶的溶胀比和温度响应性能也都发生很大改善 .     

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     

热塑性淀粉/聚乙烯醇/蒙脱土三元纳米复合材料

用熔融挤出的方法制备了甘油塑化热塑性淀粉（TPS）/聚乙烯醇（PVA）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料,添加蒙脱土和聚乙烯醇用以提高热塑性淀粉材料的力学性能。 在相对湿度50%的条件下,复合材料的XRD衍射谱图和透射电子显微镜测试表明,MMT以剥离状态均匀分布在TPS/PVA基体中;力学测试表明,当MMT的质量分数从0％增至5％时,复合材料的力学性能明显提高。 当蒙脱土的质量分数为3%时,复合材料最大抗张强度达到13.24 MPa,杨氏模量达到61.46 MPa。 这说明蒙脱土在复合材料中可以起到物理交联点的作用,提高了复合材料的力学性能。     

Avrami法研究环氧树脂/蒙脱土/咪唑纳米复合材料的固化动力学

运用Flory凝胶化理论和Avrami法研究环氧树脂／有机蒙脱土／咪唑插层型纳米复合体系在不同温度及不同有机蒙脱土用量时的固化动力学。实验表明,随固化温度的提高,Avrami速率常数k值增大,凝胶化时间tg缩短,凝胶点后的t1/2降低,固化速率加快,当固化温度低于90℃时,Avrami指数n值为3左右,而固化温度高于90℃时,n值为2左右。有机蒙脱土的加入,使固化速率加快,但并不改变固化反应的机理,Avrami方程可以很好地描述凝胶点后的固化动力学。     

可拉伸超韧水凝胶的制备和应用

综述了可拉伸超韧水凝胶的设计原理及其在组织工程和柔性电子器件领域的应用. 通过将网络结构层次、 化学结构、 增韧机制与宏观力学性能相结合, 重点讨论了单网络水凝胶、 双网络水凝胶、 纳米复合水凝胶及其它水凝胶等可拉伸超韧水凝胶的研究进展, 并总结和展望了新思路和新方向.     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及结构研究

以可与苯乙烯发生共聚的阳离子表面活性剂乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵(VOAC)为插层处理剂改性蒙脱土(VC18-MMT),有机蒙脱土在超声波强剪切作用以及乳化剂作用下预分散在乳化剂溶液中,然后引入苯乙烯单体进行原位乳液聚合制备聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料.采用XRD和TEM对纳米复合材料的结构进行了表征.结果表明,绝大多数的蒙脱土被剥离成单个片层均匀的分散在聚合物基体中;动态力学分析表明,纳米复合材料的储能模量和玻璃化温度均有所增加,而动态损耗有所降低;接枝在蒙脱土片层上的聚合物通过与锂离子进行阳离子交换反应提取下来,采用GPC和NMR对接枝聚合物的结构进行了表征,结果表明,接枝聚合物是较基体分子量低且分布很宽的苯乙烯和乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵的共聚物,计算表明每一个共聚物分子链上平均含有大约25个乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵分子.     

基于儿茶酚基功能化聚乙二醇水凝胶的制备及其力学性能

首先,基于异氰酸酯与醇羟基和氨基的反应合成了功能化的端儿茶酚基聚乙二醇大分子单体(PEG-catechol);然后,采用一锅法制备了PEG-catechol水凝胶;最后,在PEG-catechol水凝胶中引入海藻酸钙(Alg-Ca~(2+))制备了基于PEG-catechol和海藻酸钙的双网络(PEG-catechol/Alg-Ca~(2+)DN)水凝胶。采用全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)对水凝胶的分子结构、微观形貌和热失重行为进行了测试及分析,采用万能试验机研究了水凝胶的力学性能。结果表明,PEG-catechol/Alg-Ca~(2+)DN水凝胶具有优异的抗压缩、抗拉伸性能,其断裂拉伸强度和拉伸断裂能分别为(191.9±22.4)kPa、(721.9±84.6)kJ/m~3,最大压缩强度及压缩断裂能分别为(25.49±2.34)MPa、(1.58±0.12)MJ/m~3。与PEG-catechol水凝胶相比,PEG-catechol/Alg-Ca~(2+)DN水凝胶的断裂拉伸强度、拉伸断裂能、最大压缩强度及压缩断裂能分别提高了15倍、28倍、2倍及6倍。