纳米高岭土的研究与应用

介绍了高岭土的结构、性质以及研究现状,并结合纳米基础理论和技术对高岭土的研究方向进行了探讨,综述了纳米高岭土的制备方法,总结了纳米高岭土的应用现状,同时对高岭土纳米化的前景与技术进行了展望.     

PP/POE/高岭土三元复合材料的力学及热性能

研究了高岭土和乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)填充聚丙烯(PP)制备的PP/POE/高岭土三元复合材料的力学和热力学性能。结果表明,POE和高岭土不能提高PP的拉伸强度,但高岭土可以显著提高PP/POE的杨氏模量。POE降低了PP的弯曲强度和弯曲模量,但PP/POE/高岭土三元复合材料的弯曲强度和弯曲模量显著高于PP/POE和PP。POE和高岭土可以显著提高PP的冲击强度,当高岭土和POE的填充份数分别为10份和5份时,PP/POE/高岭土复合材料的冲击强度最大。高岭土的添加可以提高PP的结晶温度,加快PP的结晶速率,促进PP的异相成核。合适含量的高岭土可以提高PP的熔融温度,改善PP的耐热性能。     

复掺偏高岭土对混凝土抗压强度的影响

我国高岭土资源丰富,偏高岭土应用于混凝土有将会很大前景。本文对比研究了复掺偏高岭土对混凝土抗压强度的影响。研究表明在水胶比为0．31下,偏高岭土与粉煤灰总掺量为35％（偏高岭土掺量为8％）时更能充分发挥偏高岭土的活性。合理的偏高岭土掺入对掺粉煤灰混凝土早期抗压强度有提高明显,抗压强度提高可达47％。     

硅烷偶联剂修饰高岭土对沥青物理和老化性能的影响

为改善沥青的物理和老化性能,本文采用γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)对高岭土进行了表面修饰,通过熔融共混法分别制备了高岭土和表面修饰高岭土改性沥青,并对其进行了薄膜加热试验(TFOT)和压力老化容器试验(PAV),测试了高岭土和表面修饰高岭土改性沥青老化前后的物理性能,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对高岭土和表面修饰高岭土及其改性沥青老化前后的结构进行了表征。FTIR和XRD分析表明,KH560成功接枝到高岭土表面,但未改变高岭土的晶体结构。相比未修饰高岭土,表面修饰高岭土对沥青软化点和黏度的提高幅度更大,对沥青低温延度的不利影响减弱,TFOT和PAV老化对沥青性能的负面影响降低,并有效抑制了沥青老化后羰基指数的增加,显著改善了沥青的抗热氧老化性能。随着表面修饰高岭土掺量的增加,沥青物理性能和抗老化性能的提升越来越明显。     

环氧树脂改善固井用偏高岭土地质聚合物的力学性能与机理

针对偏高岭土地质聚合物脆性较强的问题，研究了环氧树脂对偏高岭土地质聚合物力学性能的改善效果。研究结果表明，环氧树脂掺量为偏高岭土质量分数的2%时，偏高岭土地质聚合物的7 d抗压、抗拉和抗弯强度分别提升40%、36%和28%。对环氧树脂/偏高岭土地质聚合物进行XRD、FTIR、MIP和SEM/EDS测试。结果表明，环氧树脂均匀分散在偏高岭土地质聚合物之中，填充孔隙和优化孔隙结构；环氧树脂与偏高岭土地质聚合物之间的氢键作用增强了环氧树脂对基体裂纹的阻碍和偏转能力。上述作用使得偏高岭土地质聚合物的脆性得到改善。环氧树脂可以显著改善偏高岭土地质聚合物的力学性能，这有助于拓宽偏高岭土地质聚合物的应用领域。     

精制高岭土市场广阔

高岭土主要由小于2微米的片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物组成,质纯的高岭土具有白度高,质软易分散悬浮于水中,具有良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能、良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量,较高的耐火度等物理化学性能,因此广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、耐火材料、化工、医药、纺织、石油、建材及国防等部门。按工业用途,高岭土可分为造纸用高岭土、搪瓷用高岭土、橡胶用高岭土和陶瓷用高岭土等,其中造纸工业用高岭土占精制高岭土产量的一半左右。2005年世界高岭土产量约为4450万吨,其中精制高岭土产量约为2500万吨,占世界高岭土产量的60%,而未经加工的原土占总产量的40%。在精制高岭土中,造纸级高岭土产量约为1100万吨,占世界高岭土产量的四分之一。目前在世界造纸工业中,印刷与书写用纸是造纸级高岭土的主要消费领域,其中填料和涂料使用的比例为60%和40%。高岭土使用量约占纸张重量的10.15%,重钙约占10.45%,轻钙约占4.48%。在印刷与书写用纸中,铜版纸对高岭土和碳酸钙的使用量占59%,其他纸类占41%全球造纸工业2003年使用3000万吨矿物原料,其中2700万吨用于印刷和书写纸。在印刷和书写纸领域,3...     

聚苯胺-高岭土纳米复合材料的制备与表征

苯胺分子中的氨基-NH_2可与高岭土层间氧原子或羟基—OH形成更强氢键,发生插入反应而“溶胀“。过硫酸铵引发苯胺原位聚合,成功制备了聚苯胺—高岭土纳米复合粉体。经粒度分析、SEM、XRD和导电率测定等手段,表征了复合粉体的结构与性能。结果表明:当高岭土含量达50wt.%时,复合材料的体积电导率为:0.253 S/cm。表观粒度与高岭土相比有较大幅度的提高,但分布变窄。由于层状高岭土的诱导作用,使聚苯胺的结晶度提高,聚苯胺与高岭土之间不是简单的混合,存在氢键相互作用。高岭土层间受限环境和聚苯胺与高岭土之间的氢键自组装,高岭土层间羟基—OH对聚苯胺有质子掺杂作用,使聚苯胺的结构与性能发生了变化。     

高岭土表面改性及技术加工现状

高岭土储量丰富,价格便宜,是一种重要的化工原材料,我国是高岭土资源大国。高岭土作为聚合物的功能性填料时,不仅能降低聚合物产品的成本,还能提高其力学性能、耐热性、阻燃性。但是高岭土与聚合物两者相容性差,容易在聚合物基体中发生团聚,需要对其表面改性才能分散均匀于聚合物基体中。本文介绍了高岭土改性的方法以及改性高岭土填料的应用,提出了高岭土改性存在的问题及发展建议。     

高岭土的机械化学改性及其对聚乙烯的补强性能

采用机械研磨和表面改性的方法,制备了硅烷接枝高岭土粉体。利用粒度分析仪、红外光谱分析和沉降性能测试等进行表征。研究结果表明:机械研磨提高了硅烷与高岭土的反应活性,使其在液体石蜡中具有良好的分散稳定性,与直接改性高岭土相比,沉降体积由3.2mL提高到7.6mL。将高岭土原矿、直接改性高岭土和磨剥改性高岭土分别与聚乙烯熔融共混制备复合材料。研磨改性高岭土对聚乙烯具有良好的补强性能,并且在填充量为10份时达到最佳,材料的拉伸强度较纯聚乙烯提高了3.7MPa。     

高岭土径厚比对丁苯橡胶复合材料动态性能的影响研究

利用不同产地高岭土存在径厚比的差异,将7个不同产地的高岭土通过乳液共混法制备了高岭土/丁苯橡胶复合材料,研究了径厚比对高岭土在丁苯橡胶中分散形态的影响。并结合橡胶分子链-高岭土3种作用模型,研究了"连续式"和"孤岛式"两种分散形态对复合材料动态性能的影响机理。研究表明,径厚比较大的高岭土倾向于在复合材料中形成"连续式"的分散网络,径厚比较小的高岭土则倾向于"孤岛式"分散。当高岭土在橡胶基体中呈现"连续式"分散网络时,板状高岭土将丁苯橡胶基体分割成彼此相互独立的单元,同时提高了复合材料的储能模量及损失模量。     

原位聚合制备不饱和聚酯树脂/高岭土纳米复合材料及性能表征

利用超声法制备了高岭土-DMSO插层复合物前驱体,采取二步取代,原位聚合制备了不饱和聚酯树脂/高岭土纳米复合材料,并用XRD、FT-IR等手段对材料结构进行了表征,研究了纳米复合材料的阻燃性能。结果表明:当DMSO分子插入到高岭土层间时,d(001)值由0.717 nm增大到1.12 nm,插层率为91%,而不饱和聚酯树脂取代DMSO进入高岭土层间后,表征层状结构的d(001)特征衍射峰完全消失,高岭土内表面羟基吸收特征峰(3651 cm-1)和DMSO两个甲基的对称和反对称伸缩振动的吸收特征峰消失。燃烧实验表明这种材料相比纯树脂具有更好的阻燃性能。     

聚氯乙烯/聚丙烯酸丁酯-白泥纳米复合材料的冲击断面形态及流变性能

通过多步交换反应及扩散-聚合的方法,使聚丙烯酸丁酯(PBA)嵌入到改性层状结构的白泥层间,得到白泥-聚丙烯酸丁酯(PBA)纳米复合物的微米级粒子;然后将聚氯乙烯与白泥-聚丙烯酸丁酯进行熔融共混,制得具有一定特性的有机-无机纳米复合材料;并对复合材料的缺口冲击断面形态及流变性能进行了研究。结果表明,复合材料的冲击断面具有明显的网状结构和空洞化特征,属典型的韧性断裂;PVC/白泥-PBA(质量分数0.5%~7.0%)纳米复合材料基本上保持了纯PVC的加工性能。     

Preparation of poly(vinyl alcohol)/kaolinite nanocomposites via in situ polymerization

Poly(vinyl alcohol)/kaolinite intercalated nanocomposites (Kao-PVA) were prepared via in situ intercalation radical polymerization. Vinyl acetate (VAc) was intercalated into kaolinite by a displacement method using dimethyl sulfoxide/kaolinite (Kao-DMSO) as the intermediate. Then, PVAc/kaolinite (Kao-PVAc) was obtained via radical polymerization with benzoyl peroxide (BPO) as initiator. Last, PVAc/kaolinite was saponified via direct-hydrolysis with NaOH solution in order to obtain PVA/kaolinite nanocomposites, which was characterized by Fourier-Transformation spectroscopy (FTIR), wide X-ray diffraction (WXRD) and transmission electron microscopy (TEM). Their differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) results of the obtained PVA/kaolinite suggested that the thermal properties had an obvious improvement.     

聚合物/聚合物纳米复合材料的研究进展

介绍了聚合物／聚合物纳米复合材料的特性,以及其最新进展,对聚合物纳米复合材料今后的发展提出了一些见解。     

乳液插层法制聚合物/蒙脱土纳米复合材料

概述了一种聚合物 /蒙脱土纳米复合材料的新制备方法———乳液插层法。该插层法分为两大类 :聚合物乳液插层和单体乳液插层 ,这两大类又可按各自不同的插层机理进行分类。叙述了蒙脱土和复合材料的结构 ,以及复合材料的一些特性。并对聚合物乳液 /蒙脱土纳米复合材料的插层过程进行了热力学和动力学分析 ,指出将实验室技术产业化是今后发展方向     

Optical properties of the synthetic nanocomposites SiO2/CdS/poly(styrene-co-maleic anhydride) and SiO2/CdS/poly(styrene-co-maleimide)

Hybrid materials consisting of SiO2/CdS particles dispersed in poly(styrene-co-maleic anhydride) and poly(styrene-co-maleimide) have been synthesized and characterized. The polymer nanocomposites were synthesised in situ in the presence of previously prepared inorganic fillers (SiO2/CdS). The nanocomposites were synthesized with the use of as-prepared or surface-modified SiO2/CdS fillers. For both types of nanocomposites, the optical properties were evaluated and the observation of size quantization effects in the optical spectra is discussed. In this context, the influence of the inorganic fillers and polymer matrices on the optical properties of the final nanocomposites was investigated.     

可生物降解性聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料的研究进展

可生物降解性聚合物一层状硅酸盐纳米复合材料比聚合物基体有更好的力学强度、热稳定性、热变形温度、气体阻隔特性和更快的降解速率，表现出剪切变稀、模量升高、似固体行为等流变特性。文中综述了可生物降解性聚合物纳米复合材料的制备方法、表征手段、性能测试及其应用等方面的研究进展。     

半导体量子点/聚合物纳米复合材料研究进展

半导体量子点/聚合物纳米复合材料是在分子尺度上形成的先进光电功能材料,其综合了半导体和聚合物材料的各自优点,并呈现出独特的电学、光学和光电子学等特性.根据聚合物中掺杂纳米半导体量子点材料的种类不同,对半导体量子点/聚合物纳米复合材料的制备、分类、器件结构与特性和研究进展进行了概要评述,并展望了其发展趋势.     

聚合物/粘土纳米复合材料研究进展

聚合物和无机物在纳米尺度上相复合,将使各自的优势得到最充分的体现,聚合物/粘土纳米复合材料的研究已成为高分子材料科学领域的前沿,显示出重要的科学意义和良好的应用前景.本文从制备方法、插层剂的选择、PCN结构、插层理论、性能和应用等方面综述了近年来聚合物/粘土纳米复合材料的研究进展,并对其制备方法提出展望.     

聚合物/无机物纳米复合材料研究现状

纳米材料是继单组分材料，复合材料和梯度材料之后的第四代材料，聚合物／无机物纳米复合材料的研究已成为当今高分子化学与物理，无机化学和材料化学等诸多交叉学科的前沿领域，聚合物和无机物在纳米及分子水平上的复合，将使各自的优势得到最充分的体现，简要概述了聚合物／无机物纳米复合材料的制备方法，结构与性能及其应用。