高抗冲聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的阻燃性研究

用经十六烷基三甲基溴化铵有机化改性的蒙脱土 (OMMT)与高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)通过熔融插层法制备了HIPS OMMT复合材料 ,用X ray衍射技术对材料结构进行了表征 ,发现钠基蒙脱土 (Na+ MMT)和有机蒙脱土的层间距分别为 1 5 1nm和 2 18nm ,HIPS OMMT(5phr)复合材料中蒙脱土的层间距因聚合物大分子的插入扩大为 3 4 4nm ;而HIPS与Na+ MMT形成的复合材料的层间距与Na+ MMT的层间距相比却没有变化 ,表明未有机化处理土没有形成插层结构 .锥形量热仪的研究结果表明HIPS OMMT复合材料的热释放速率、质量损失速率以及生烟速率等燃烧特性参数均显著降低 ,具有较明显的阻燃性和抑烟性 ,而HIPS Na+ MMT非插层型复合材料只有在Na+ MMT很高填充量下 (>2 0phr)才有一定阻燃效果 .比较了铵盐对HIPS阻燃性的影响 ,结果表明铵盐自身的阻燃作用很小 ,主要是插层复合结构起阻燃作用 .     

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).     

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.     

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.     

基于胶束插层方法制备高热稳定性和大层间距有机化蒙脱土

采用不同方法制备了多种有机化蒙脱土,并分别采用X射线衍射仪、红外光谱分析仪、热重分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、元素分析仪、扫描电子显微镜对产物进行了表征,并提出了有机物插层新方式——胶束插层.结果表明:适量钠基蒙脱土(Na-MMT)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和磷酸三苯酯(TPP)在丙酮/水的混合溶剂中进行溶液插层,得到的有机化蒙脱土具有更大的层间距,比单纯采用CTAB的插层效果显著.产物中含有约21.54%的CTAB和17.47±1.05%的TPP,插层机理为CTAB-TPP胶束插层.该有机化蒙脱土的初始热降解温度比单纯CTAB插层蒙脱土最多提高了17.4℃.采用该方法制备的改性蒙脱土既可以进一步提高蒙脱土的层间距,又可以封闭TPP于MMT的片层间,阻止TPP挥发;同时克服季铵盐改性蒙脱土的热稳定性低的问题,得到了层间距大、热稳定性高的有机化蒙脱土,为有机化蒙脱土在高熔点聚合物改性方面提供了条件.     

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     

壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究

以壳聚糖和蒙脱土为原料,将插层复合技术引入天然高分子材料进行改性,制备了壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料.红外光谱和X射线衍射分析结果表明,壳聚糖分子已插入蒙脱土层间,形成了插层甚至部分剥离的结构.热重分析、扫描电镜和物理性能测试表明,蒙脱土的引入,大幅度地降低了壳聚糖的热分解速率,明显地提高了壳聚糖的热稳定性和力学性能,有效地抑制了壳聚糖的溶胀.     

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.     

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.     

羧甲基纤维素钠/蒙脱土纳米复合膜的制备及性能

用溶液插层法制备出了剥离型羧甲基纤维素钠 蒙脱土纳米复合物 .X射线衍射结果中蒙脱土d0 0 1 峰的消失证实了纳米复合物的生成 ,透射电镜观察表明硅酸盐片层在羧甲基纤维素钠基体中达到了纳米级的分散 .红外测试表明 ,羧甲基纤维素钠分子上的醚键和蒙脱土分子上的硅氧键、铝氧键之间强的作用力是插层的驱动力 .加入蒙脱土后 ,提高了羧甲基纤维素钠膜的拉伸强度、热稳定性 ,降低了其水蒸汽透过系数 .