聚丙烯／有机蒙脱土复合材料的制备、结构及性能

以改性聚丙烯作增容剂，用熔融插层法制备了聚丙烯／有机蒙脱土复合材料，研究了有机蒙脱土对复合材料力学性能的影响，并用X射线衍射研究了复合材料的结构。结果表明：增容剂增加了聚丙烯与蒙脱土片层之间的作用力，使蒙脱土片层间距增大，在聚丙烯基体中分散更好，因而使聚丙烯／有机蒙脱土复合材料的缺口冲击强度大幅度提高，当蒙脱土含量达5％时，缺口冲击强度提高120％，并且拉伸性能下降不大，约下降5％，其中有机蒙脱土TJ4的增韧效果最好。     

不同结构聚苯乙烯/蒙脱土复合材料的熔体流动行为研究

分别将聚苯乙烯树脂(PS)与钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机化蒙脱土(OMMT)通过熔融复合制备纳米黏土改性的复合材料。通过X射线衍射(XRD)对复合材料的微观结构进行了分析,采用HAAKE流变仪和熔体流动速率仪研究了复合材料的熔体流动行为。结果表明,Na-MMT在与PS熔融复合前后,其片层间距没有发生变化,PS分子链没有插入蒙脱土片层之间,所形成的是一种填充型复合材料。OMMT在熔融复合后,片层间距显著增大,与PS分子链形成了插层复合结构。蒙脱土含量相同时,PS/Na-MMT复合体系的熔体流动性能比PS/OMMT体系更好。研究认为,熔融复合过程中PS分子链的断链和2种复合材料结构上的差异是影响2种材料流动性能的主要因素。     

PA6/蒙脱土复合材料结构与性能的研究

采用熔融插层法制备了尼龙6(PA6)／蒙脱土插层复合材料,通过X射线衍射仪、透射电镜等表征手段研究了该复合材料的微观结构,采用锥形量热仪、拉伸测试仪等测试了材料的阻燃性能、力学性能以及热变形温度。结果表明,有机蒙脱土片层的间距扩大了,PA6插入了有机蒙脱土片层之间。PA6／蒙脱土插层复合材料具有较低的热释放速率和质量损失,并且当有机蒙脱土质量分数为5％～7％时,该复合材料的综合性能最好。     

有机插层剂对聚酰胺6／MMT纳米复合材料制备的影响研究

以烷基胺、季铵盐和氨基酸作为有机插层剂与蒙脱土片层进行阳离子交换，制备出层间距不同的有机蒙脱土。采用熔融插层法和原位聚合法分别制备聚酰胺（R％）／蒙脱土（MMT）纳米复合材料，并利用XRD、FT-IR、TEM对有机蒙脱土及纳米复合材料进行结构表征。研究结果表明：用烷基胺、季铵盐和氨基酸有机插层剂改性的蒙脱土层间距由原来的1．25nm分别增大到3．21nm、3．99nm和1．82m；季铵盐有机插层剂更适用于熔融插层法制备PA6／MMT纳米复合材料，而氨基酸有机插层剂更适用于原位聚合法制备PA6／MMT纳米复合材料。     

聚乙烯-乙烯醇/蒙脱土纳米复合材料结晶行为研究

以十六烷基季铵盐有机化蒙脱土(MMT)为无机相,以乙烯-乙烯醇共聚物为基体,通过熔融插层法制备了聚乙烯-乙烯醇/有机蒙脱土(EVOH/MMT)纳米复合材料,利用示差扫描量热仪(DSC)研究了EVOH/MMT复合材料的结晶行为.结果表明:MMT与EVOH插层后使EVOH/有机蒙脱土纳米复合材料的熔点和熔融热降低.经季铵盐处理过的蒙脱土片层在EVOH/有机蒙脱土纳米复合材料结晶过程中的异相成核作用不明显.在相同结晶条件下,EVOH/MMT纳米复合材料的结晶速率比EVOH慢.MMT的加入使EVOH/MMT纳米复合材料的熔融温度(Tm)从EVOH的180.7℃降低到175.2℃,结晶温度(Tc)从EVOH的157.9℃降低到153.1℃,而玻璃化转变温度(Tg)却较EVOH升高了大约2.6℃.     

PA6/蒙脱土熔融插层复合材料结构与性能分析

通过熔融共混法插层复合制备了聚酰胺(PN)6／蒙脱土纳米复合材料，测试了力学性能并对不同蒙脱土含量的PA 6／蒙脱土纳米复合材料进行了对比。实验表明，通过熔融插层可使PN 6基体插层于蒙脱土中，所得到的复合材料的性能较PN 6有很大提高。蒙脱土特殊的层状结构使得利用熔融共混在机械力的作用下插层到纳米级复合材料成为可能。     

双转子连续混炼机制备插层型聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的研究

借助双转子连续混炼机,通过直接熔融插层法制备了聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,并用XRD测试了有机蒙脱土的层间距。分析了不同转子转速和喂料速率对聚乙烯有机蒙脱土复合材料层间距及其力学性能的影响。结果表明,选择适当的操作工艺以获得合适的剪切强度对于制备插层型聚乙烯有机蒙脱土纳米复合材料极为重要,当转子转速为400r/min,喂料速率为1.35kg/h时,制得的聚乙烯/有机蒙脱土复合材料层间距最大,插层效果最佳,有机蒙脱土的增强与增韧效果最好。     

尼龙11/蒙脱土纳米复合材料形态和性能研究

通过熔融共混法成功地制备了不同含量蒙脱土的尼龙11/蒙脱土纳米复合材料,利用X衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了尼龙11/蒙脱土纳米复合材料的微观结构。结果表明,当蒙脱土质量分数小于2%时,形成了剥离型的纳米复合材料,当蒙脱土质量分数超过2%时形成了插层型的纳米复合材料。热重分析表明当蒙脱土质量分数为2%时,纳米复合材料的热分解温度比纯尼龙11提高了27℃。不同蒙脱土含量的纳米复合材料悬臂梁冲击强度均比纯尼龙11的高,但其拉伸强度在蒙脱土质量分数小于8%时降低,以后随蒙脱土含量的增加而提高。     

SSBR/OMMT结构形态和力学性能

采用熔融共混方法制备了3种有机蒙脱土(OMMT)/溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)复合材料,研究了其结构形态和力学性能。结果表明:低含量的OMMT可提高硫化胶强度,当OMMT添加量为7 phr时,拉伸强度达最大值;双十八烷基二甲基氯化铵改性蒙脱土(DK4)可显著提高硫化胶断裂伸长率,而十八烷基胺(DK1N)、硬脂基二羟基乙基甲基氯化铵插改性蒙脱土(DK2)填充导致断裂伸长率降低。在硫化过程中,熔融共混法制备的剥离混炼胶中蒙脱土片层重新聚集,形成部分插层型结构。     

母料法制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料及其性能

以高流动性聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为载体树脂,制备了接枝聚丙烯/有机蒙脱土插层母料,并以此为增强剂制备了PA6/接枝聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,研究了有机蒙脱土(OMMT)含量对复合体系力学性能和耐热性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)研究了复合材料的微观结构。结果表明:在所制备的插层母料中,PP-g-MAH大分子能够部分插入OMMT的晶片层间,其层间距有所增大。母料法制备的PA6/接枝聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的力学性能得到了较大提高,当OMMT含量为6%时,拉伸强度和弯曲强度分别比PA6/PP-g-MAH共混体系提高了24%和25.1%。     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用十二烷基硫酸钠对钠基蒙脱土进行有机改性，将其层间距打开。用FT—IR和XRD进行表征。结果表明：有机插层剂已插层进入蒙脱土层间，然后利用乳液聚合法制备了聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料。DTA和TGA分析表明：与纯聚苯乙烯相比，所得聚苯乙烯／蒙脱土(PS／MMT)纳米复合材料的热性能得到提高。     

改性蒙脱土对PET吹塑瓶阻隔性的影响

在水分散液中使蒙脱土与6－氨基已酸或对氨基苯甲酸进行插层反应制得有机改性蒙脱土。X射线衍射、热重分析和红外光谱测试结果表明，6－氨基已酸或对氨基本甲酸被插层到蒙脱土的晶格片层之间，使层间距增大在双螺杆挤出机中使聚对苯二甲酸乙二酯（PET）与改性蒙脱土进行熔融插层复合得到PET／改性蒙脱土复合材料，并用注－拉－吹工艺成型得到PET／改性蒙脱土复合瓶。阻隔性测试结果显示，PET／改性蒙脱土复合瓶对氧气的阻隔性比纯有明显提高。     

含羧基有机蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料的结构与性能

通过蒙脱土与酸化椰油酰胺基丙基甜菜碱(CAB)进行正离子交换,制备了含羧基的有机蒙脱土(OMMT),用OMMT与天然橡胶(NR)复合制得插层型纳米复合材料。对OMMT的结构进行了表征,研究了OMMT对NR/OMMT纳米复合材料结构与性能的影响。结果表明,酸化CAB溶液改性OMMT的层间距较蒙脱土改性者有较大幅度的增加;少量OMMT可改善NR的拉伸强度和扯断伸长率,同时维持较低的拉伸永久变形;OMMT对复合材料的硫化表现出促进作用,但其含量对复合材料的硫化特性影响不大。     

阴离子开环聚合制备尼龙6/蒙脱土复合材料及其性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂对无机蒙脱土进行处理制得有机蒙脱土（OMMT），然后采用阴离子开环聚合，制备了尼龙6／蒙脱土复合材料。用FT-IR、TG和XRD对有机蒙脱土的插层情况进行了表征。结果表明，插层剂已插入蒙脱土片层中；当OMMT用量为2％时，复合材料的熔点最高，结晶度最大，力学性能最好。     

PVC/聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

将钠基蒙脱土(MMT)预先负载小分子单体丙烯酰胺(AM)和引发剂过氧化二异丙苯，然后与PVC／PE或PVC／PP在双辊上进行插层复合，制成了PVC／聚烯烃／蒙脱土纳米复合材料，对复合材料进行了表征。结果表明：吸附丙烯酰胺后蒙脱土的层间距有所增大，AM-MMT填充的复合材料属于插层型纳米复合材料，PP复合材料比PE复合材料更容易插层蒙脱土；纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度都随AM-MMT用量的增加有一最大值；DSC显示插层效果较好的纳米复合材料的Tg较低。     

HIPS/蒙脱土复合材料炭层结构对阻燃性能的影响

采用熔融插层法制备了不同有机蒙脱土(OMMT)及无机蒙脱土(MMT)含量的HIPS/OMMT和HIPS/MMT复合材料,并通过锥形量热仪评价了复合材料的阻燃性能;采用数码相机、扫描电镜(SEM)观察了燃烧残余物结构。结果表明,OMMT的加入显著提高了HIPS/OMMT复合材料阻燃性,而MMT的加入,HIPS/MMT复合材料的阻燃性能提高不明显。HIPS/OMMT复合材料燃烧结束形成了皮层-蜂窝层复合的炭渣结构,对其阻燃性有重要的影响。     

插层有机纳米蒙脱土对脲醛树脂胶粘剂性能的影响

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基三甲基溴化铵对蒙脱土(MMT)进行有机化处理,采用插层复合法制备了插层有机纳米MMT/脲醛树脂(UF)胶粘剂;讨论了有机纳米MMT用量对UF胶粘剂的表观黏度、拉伸剪切强度、耐水性及游离甲醛含量的影响。结果表明:与纯UF胶粘剂相比,插层有机纳米MMT/UF胶粘剂的表观黏度提高了2.05倍,拉伸剪切强度增加了17%,耐水时间增加了105min,游离甲醛含量由2.01%降至0.32%;经有机纳米MMT插层复合改性后,UF胶粘剂的综合性能明显提高,游离甲醛含量明显降低,符合世界环保产品的使用要求。     

表面活性剂和硅烷偶联剂有机复合改性蒙脱土的制备及性能表征

为增加蒙脱土与有机物的相容性,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与硅烷偶联剂(KH-560)对蒙脱土进行了有机复合改性。X-射线衍射和红外光谱的结果表明,CTAB已插入蒙脱土片层,平均层间距离从1.54 nm增大到3.98 nm和2.08 nm,而KH-560未插入蒙脱土片层,只是覆盖在蒙脱土表面,未改变蒙脱土的插层结构;分散性实验表明,表面活性剂和硅烷偶联剂有机复合改性的蒙脱土在苯乙烯、液体石蜡中的分散性好于其他改性蒙脱土;有机复合改性不仅增大了蒙脱土层间距,且改善了蒙脱土与聚氯乙烯的界面效果,提高了蒙脱土在聚氯乙烯基体中的分散均匀性,从而使聚氯乙烯/蒙脱土复合材料玻璃化转变温度的提高和力学性能的改善更明显。     

Effect of montmorillonite on properties of styrene–butadiene–styrene copolymer modified bitumen

Clay/styrene–butadiene–styrene (SBS) modified bitumen composites were prepared by melt blending with different contents of sodium montmorillonite (Na‐MMT) and organophilic montmorillonite (OMMT). The structures of clay/SBS modified bitumen composites were characterized by XRD. The XRD results showed that Na‐MMT/SBS modified bitumen composites may form an intercalated structure, whereas the OMMT/SBS modified bitumen composites may form an exfoliated structure. Effects of MMT on physical properties, dynamic rheological behaviors, and aging properties of SBS modified bitumen were investigated. The addition of Na‐MMT and OMMT increases both the softening point and viscosity of SBS modified bitumens and the clay/SBS modified bitumens exhibited higher complex modulus, lower phase angle. The high‐temperature storage stability can also be improved by clay with a proper amount added. Furthermore, clay/SBS modified bitumen composites showed better resistance to aging than SBS modified bitumen, which was ascribed to barrier of the intercalated or exfoliated structure to oxygen, reducing efficiently the oxidation of bitumen, and the degradation of SBS. POLYM. ENG. SCI., 47:1289–1295, 2007. © 2007 Society of Plastics Engineers     

Study of nanocomposites prepared by melt blending TPU and montmorillonite

The intercalated thermoplastic polyurethane (TPU)/montmorillonite (MMT) nanocomposites were prepared by melt blending TPU and organic octadecylammonium‐treated MMT (ODA‐MMT) at 150–155°C for 10 min. Compared with those of TPU/montmorillonite composites, the interface interaction and dispersion of TPU/ODA‐MMT nanocomposites were improved remarkably. The tensile strength and tear strength of the TPU/ODA‐MMT nanocomposites were higher than those of pure TPU, and the MMT platelets dispersed on the nanometer scale in TPU matrix had reinforce effect. Due to the “labyrinth” effect of the MMT platelets dispersed on the nanometer scale in the TPU matrix caused by the eximious barrier and strong interaction between the MMT platelets and TPU, the temperature of initial weight loss of the TPU/ODA‐MMT nanocomposites was higher than that of pure TPU and TPU/MMT composites in the second thermodegradation step. POLYM. COMPOS., 2008. © 2008 Society of Plastics Engineers