聚碳酸1,2-丙二酯/蒙脱土复合材料的制备与性能

利用阳离子交换法,以十六烷基三甲基溴化铵(HTAB)改性钠基蒙脱土制备了有机改性蒙脱土(OMMT),OMMT的层间距达到了2nm,比普通的钠基蒙脱土增加了0.74nm.采用熔融插层法制备了插层-絮凝型PPC/OMMT复合材料,当复合材料中OMMT含量为5wt%时,复合材料的杨氏模量较纯PPC树脂大幅度提高了61.8%,同时玻璃化温度(Tg)提高了2.4℃,热分解温度提高了32.3℃.因此,OMMT对大幅度提高PPC的杨氏模量具有很大的潜力.     

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 .     

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.     

导电聚苯胺/钙基膨润土复合材料的制备

采用插层聚合法制备了导电聚苯胺/钙基膨润土、聚苯胺/有机化膨润土复合材料.以电导率为考核指标,通过正交设计优化了苯胺的加入量、反应温度和反应时间等参数.结果表明,苯胺的加入量影响较显著,反应温度对聚苯胺/有机化膨润土复合材料影响较聚苯胺/钙基膨润土体系明显,反应时间的延长,有利于聚苯胺/有机化膨润土复合材料电导率的提高.聚苯胺/钙基膨润土复合材料制备的最佳工艺条件为:苯胺加入量为70%,反应温度为0℃,反应时间为6 h;聚苯胺/有机化膨润土复合材料制备的最佳工艺条件为:苯胺加入量为70%,反应温度为室温,反应时间为8 h.利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和四探针技术表征了材料的组成、结构和性能.结果表明:膨润土经有机化后,晶面间距增大较多;苯胺单体与钙基膨润土插层聚合后,膨润土晶面间距增大不多;苯胺单体与有机化膨润土复合后,破坏了膨润土的晶格结构,形成了混杂复合体系,电导率达10-3S.cm-1.     

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).     

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     

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     

β-羟基丁酸与β-羟基戊酸共聚物 (PHBV)/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

用溶液复合法成功地制备了插层型PHBV／蒙脱土纳米复合材料。采用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）研究了复合材料的结构，硅酸盐片层间距从1.8nm升至2.4nm左右。同时研究了复合材料的结晶，熔融，动态力学行为和力学性能，发现有机蒙脱土的加入，可以加快PHBV的结晶,降低熔融温度，使基体的玻璃化转变温度升高，提高了材料的力学性能，有机蒙脱土含量在3％时，其综合性能最佳。     

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。     

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 .     

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.     

壳聚糖/氧化石墨烯纳米复合材料的形态和力学性能研究

通过溶液共混法成功制备了氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料. 透射电镜(TEM)结果表明, 氧化石墨烯纳米粒子在壳聚糖基体中分散良好. 拉伸实验结果表明, 随氧化石墨烯含量的增加, 氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料的杨氏模量和拉伸强度均显著改善, 加入4 wt%的氧化石墨烯能够使纳米复合材料的杨氏模量和拉伸强度分别提高123%和117%|但另一方面, 却也在一定程度上使复合材料的断裂伸长率或韧性下降.     

HPMA/OMMT和HPMA/CPMI/OMMT纳米复合材料的制备与表征

通过甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)单体与N-(4-羧基苯基)马来酰亚胺(CPMI)单体在有机蒙脱土(OMMT)中经原位插层自由基聚合反应制备了聚合物-无机纳米复合材料.OMMT由钠基蒙脱土通过十六烷基溴化铵插层处理制备.通过XRD和TEM对复合材料结构进行了表征,证实HPMA单体和HPMA/CPMI共单体在OMMT中原位插层共聚得到的复合材料均为剥离型纳米复合材料.OMMT含量为3 wt%的PolyHPMA/OMMT纳米复合材料起始分解温度为250℃,比相应的纯聚合物的热分解温度提高30℃.随着OMMT含量的增加,热分解温度进一步提高.但在测试温度范围内,PolyHPMA/OMMT纳米复合材料均没有出现明显的玻璃化转变温度.     

原位聚合法制备聚乳酸/黄腐植酸季铵盐插层皂石纳米复合材料及其结构表征

以新疆地产风化煤(weathered coal)为原料通过硝酸氧解工艺制备黄腐植酸(fulvic acid,FA),并对黄腐植酸进行季铵化改性,合成黄腐植酸季铵盐(quaternary fulvic acid,QFA).以皂石为原料通过超声波辐照法制备黄腐植酸季铵盐插层皂石(QFA-saponite).以丙交酯和QFA-saponite为原料,在辛酸亚锡催化作用下,制备了聚乳酸/黄腐植酸季铵盐插层皂石(PLA/QFA-saponite)纳米复合材料.通过正交实验探讨了聚合时间、聚合温度、催化剂和QFA-saponite加量对PLA分子量的影响,其最优反应条件为反应12 h、辛酸亚锡加量3%、温度150℃、QFA-saponite加量为2%,该正交优化条件下合成的PLA/QFA-saponite纳米复合材料的重均分子量可达95300.红外光谱分析表明黄腐植酸中引入了季铵根离子.X-射线衍射(XRD)对QFA-saponite的分析表明,QFA-saponite呈现部分剥离与插层共存的状态,其层间距达到1.57 nm,比皂石层间距增大0.17nm.用XRD、示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、热重分析(TGA)等方法对复合材料进行结构表征.结果表明,PLA/QFA-saponite纳米复合材料具有剥离型结构,QFA-saponite有效改善复合材料的结晶性能和热稳定性.抗菌实验表明,黄腐植酸季铵盐插层皂石对大肠杆菌(Escherichia coli),枯草杆菌(Bacillus subtilis),黑曲霉菌(Aspergillus)及青霉(Penicillium)有较强的抑菌效果,同时聚乳酸/黄腐植酸季铵盐插层皂石纳米复合材料也有良好的抗菌性能.     

有机膨润土改性高吸油树脂复合材料的合成及性质

以十六烷基三甲基溴化铵为表面改性剂制备了有机膨润土,并制备了以甲基丙烯酸十六酯为单体的吸油树脂/有机膨润土复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行分析.结果表明,经十六烷基三甲基溴化铵改性的膨润土层间距由原来的1.12 nm增大到1.87 nm;所得有机膨润土/吸油树脂复合材料对四氯化碳的饱和吸油率为16.3 g/g.     

混合条件对环氧有机土纳米复合材料插层剥离行为及性能的影响

采用X 射线衍射仪、透射电镜 (TEM )研究了混合条件 ,即混合温度和时间 ,对环氧 /16 烷基胺有机蒙脱土体系在固化前的混合物以及加入固化剂、促进剂固化后有机土的插层与剥离行为的影响 .同时采用拉伸试验机、冲击试验机和热机械分析仪测定了插层与剥离型纳米复合材料的物理力学性能 .从X 射线衍射看出 ,有机土很容易在混合过程被环氧所插层 .混合物经固化后可以形成插层型或剥离型纳米复合材料 .存在一个混合温度 时间 插层剥离转变的 3 T图 .只有在一定的混合条件的区域内才能形成剥离型纳米复合材料 .剥离型比插层型纳米复合材料具有较高的力学性能     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料Ⅰ.制备、表征及动态力学性能

用原位接枝插层法成功地制备了聚丙烯 /蒙脱土纳米复合材料 (PPMNC) .采用X射线衍射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从 1 94nm升至 4nm左右 .同时研究了PPMNC的动态力学性能 ,结果表明 :PPMNC的动态储能模量明显高于聚丙烯 (PP) ,尤其在T >Tg 高温段 ,甚至可以达到PP基体的 2倍     

偏氯乙烯共聚物/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备与表征

通过硝酸根插层层状双金属氢氧化物(LDH)与可逆加成-断裂链转移(RAFT)试剂S,S’-对(α,α’-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯(CTA)阴离子的离子交换制备CTA阴离子插层LDH,再通过原位RAFT活性自由基聚合制备偏氯乙烯-丙烯酸甲酯(VDC-MA)共聚物/LDH纳米复合材料.采用傅里叶变换红外光谱、元素分析和X-射线衍射、透射电子显微镜、凝胶渗透色谱仪和热失重仪表征了CTA阴离子插层LDH和纳米复合材料的结构和性能.结果表明,CTA阴离子可以置换硝酸根阴离子插入到LDH层间,LDH层间距由0.89 nm增大到1.50 nm;在原位RAFT聚合过程中,LDH逐渐剥离,LDH以纳米层板形式分散在VDC-MA共聚物基体中;VDC-MA共聚物数均分子量随加入的插层CTA阴离子含量增加而减小,聚合具有活性特征.此外,含量LDH的引入可明显提高VDC-MA共聚物的热稳定性.     

铸型尼龙/纳米ZnO复合材料的制备与表征

采用原位聚合反应制备MC尼龙6/纳米ZnO复合材料并对其性能、形貌和结晶形态进行了分析.分析结果表明:MC尼龙6/纳米ZnO复合材料中ZnO达到了纳米级分散,并且粒子分布比较均匀,粒子的粒径在30~50 nm左右.纳米ZnO没有改变尼龙6的结晶形态.纳米ZnO的加入起到同时增强增韧的作用;使体积电阻系数降了8×104倍、表面电阻系数降了5.7×104倍、摩擦系数降低了29%,MC尼龙6/纳米ZnO复合材料摩擦磨损性能和抗静电性能明显优于MC尼龙6;经过力学拉伸试验的破坏,引起MC尼龙6结构发生宏观应力变化,造成(002 202晶面)产生明显的择优取向.