插层法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展

对插层法制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料的国内外研究现状作了简要的回顾，并对聚合物／蒙脱土纳米复合材料的力学性能、结晶性能、阻隔性能、热稳定性、各向异性及阻燃性能进行了综述。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料

综述了聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料的制备、结构表征和热力学性能，对制备过程进行了热力学分析，并对其发展前景进行了讨论。聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料是一种新型的有机／无机纳米复合材料。在无机材料含量远低于常规填充量的情况下复合材料就可以具有较好的力学性能、阻隔性，热稳定性能也显著提高。     

有机化蒙脱土改性聚合物基纳米复合材料的研究进展

有机改性后的蒙脱土,其层间距增大,具有独特的一维纳米层状结构,改善了其与聚合物的相容性,有利于在聚合物中的分散,显著地提高纳米复合材料的力学性能、热稳定性、阻隔性、阻燃性等性能。对蒙脱土的5大类有机插层剂进行了综述,分析了不同插层剂对蒙脱土及蒙脱土/聚合物纳米复合材料的影响。     

氢化丁腈橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

采用机械混炼法制备氢化丁腈橡胶／有机蒙脱土纳米复合材料，并对复合材料的微观结构及性能进行了研究。透射电镜和X衍射结果显示，制得一种剥离型纳米复合材料；与纯氢化丁腈硫化橡胶相比，氢化丁腈橡胶／有机蒙脱土纳米复合材料具有优良的力学性能，并且随蒙脱土含量的增加而提高；TGA结果显示，氢化丁腈橡胶／有机蒙脱土纳米复合材料的热稳定性能提高。     

HIPS／OMMT纳米复合材料的性能研究

采用熔融插层法制备出了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,研究了OMMT用量对复合材料力学性能、阻燃性能和热稳定性的影响,并分析了OMMT在高抗冲聚苯乙烯基体中的分散状态.结果表明,OMMT的加入有助于提高高抗冲聚苯乙烯基体的力学性能、阻燃性能和热稳定性.熔融插层法可以使高抗冲聚苯乙烯的大分子链有效地插人到OMMT的片层之间.     

机械混炼法制备氟橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

选择实验室自制的3种有机蒙脱土，采用双辊混炼法制备了氟橡胶／有机蒙脱土复合材料。力学性能测试结果表明，氟橡胶／2^#有机蒙脱土复合材料具有优异的力学性能。研究了复合材料的微观结构及其应力应变行为、动态力学性能和热稳定性能。结果表明，实验制备出了一种插层型纳米复合材料；该复合材料具有较小的滚动阻力和优异的热稳定性能。     

不同方法制备聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究

采用3种不同制备方法获得了聚氢酯／蒙脱土（PU／MMT）纳米复合材料。通过对材料力学性能测试，发现制备方法对纳米复合材料的拉伸强度杀Ⅱ断裂伸长率有明显影响。蒙脱土和三羟基聚氧化丙烯醚（GP03）预研磨混合制备法所得的纳米复合材料呈现出较好的力学性能。当有机蒙脱土质量分数为2％时，其拉伸强度和断裂伸长率分别比纯聚氨酯材料提高丁30％-68％。     

纳米蒙脱土/丁苯橡胶复合材料结构及动态力学性能的研究

利用熔体插层法制备了纳米蒙脱土（PS插层）／丁苯橡胶复合材料，通过基本性能测试XRD测试、DMA测试和DSC测试对材料进行了结构的表征和纳米蒙脱土填充量不同时，复合材料的动态力学性能的变化，结果表明：蒙脱土在基体材料中实现了纳米级分散，并且当填充5份纳米蒙脱土时，复合材料具有较好的动态力学性能。     

PVC／OMMT／WF纳米复合材料性能研究

对蒙脱土进行有机改性制得有机蒙脱土（OMMT），并制备了聚氯乙烯侑机蒙脱土／木粉（PVC／OMMT／WF）纳米复合材料。采用硅烷偶联剂对木粉表面进行改性，有效提高了聚氯乙烯／木粉（PVC／WF）复合材料的力学性能，其中加入1．5％（质量含量，下同）硅烷偶联剂可使复合材料的冲击强度和拉伸强度分别提高14．8％和18．5％。研究了OMMT的加入对木粉改性前后的PVC／WF复合材料力学性能、耐热性能及阻燃性能的影响，结果表明，木粉未经改性时，OMMT加入无助于PVC／OMMT／WF复合材料力学性能的提高；木粉用硅烷偶联剂改性后，添加少量的OMMT，可使PVC／OMMT／WF复合材料的冲击强度和拉伸强度明显提高。研究表明，添加OMMT可显著延迟复合材料的点燃时间，燃烧残余率也明显增加，OMMT是PVC／WF复合材料的高效阻燃剂。     

HIPS/OMMT复合材料阻燃性能的研究

采用挤出工艺、熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯／有机蒙脱土（HIPS／OMMT）复合材料。通过X射线衍射仪和扫描电镜研究蒙脱土和复合材料的微观结构，发现OMMT的层间距由改性前的1.52nm增大到2．25nm，复合材料中的OMMT片层被剥离开来，与HIPS基体形成了剥离型的复合材料。用基于耗氧原理的锥形量热仪测试并分析HIPS／OM—MT复合材料的阻燃性能。结果表明，与纯的HIPS相比，HIPS／OMMT复合材料的热释放速率及其峰值、质量损失速率均明显降低，且随OMMT添加量的增加，复合材料的热释放速率峰值降低愈明显；通过对复合材料的阻燃性能和微观结构的分析，探讨了其阻燃机理。     

Flame retardance of montmorillonite/rubber composites

The effect of dispersion of clay in rubber on the mechanical properties and flame retardance of rubber/montmorillonite (MMT) nanocomposites and rubber/MMT microcomposites were investigated in the present article, and the results were compared with the performance of silica reinforced rubber composites. Cone calorimeter test and limiting oxygen index test were employed to evaluate the flame retardance. From the results, it could be seen that the rubber/MMT nanocomposites always possessed the best flame retardance, such as lower peak heat release rate and higher fire performance index value. In addition, the rubber/MMT nanocomposites also showed better mechanical properties than the pure rubber and the other composites, especially in tear strength. With the rubber/silica composites, as expected, the silica could appropriately endow the rubber with flame retardance. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

Studies on thermal degradation and flame retardant behavior of the sisal fiber reinforced unsaturated polyester toughened epoxy nanocomposites

Unsaturated polyester (UP) toughened nanocomposites were prepared using both sisal fibers and montmorillonite clays. The effect of fibers and Cloisite 30B (C30B) nanoclays on the mechanical properties, thermal stability, flame retardant, and morphological behavior of the UP toughened epoxy (Epoxy/UP) were systematically studied. The chemical structures of Epoxy, UP, and Epoxy/UP systems were characterized using Proton Nuclear magnetic resonance (¹HNMR) and Fourier transform infrared (FTIR) spectra. The homogeneous dispersion of nanoclay within the polymer matrix was analyzed using transmission electron microscopy (TEM) and X‐ray diffraction (XRD) analysis. Incorporation of sisal fibers and C30B nanoclays within Epoxy/UP system resulted in an increase in the mechanical, thermal, and flame retardance properties. Thermogravimetric analysis (TGA) has been employed to evaluate the thermal degradation kinetic parameters of the composites using Kissinger and Flynn‐Wall‐Ozawa methods. Cone calorimeter, UL‐94, and LOI tests revealed a reduction in the burning rate of the matrix with the addition of fibers and nanoclays. The results showed that the treated fiber reinforced nanocomposites had higher thermal stability and better flame retardant properties than the treated fiber reinforced composites. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 42068.     

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。     

聚磷酸铵阻燃体系对HIPS/OMMT阻燃研究

将钠基蒙脱土(Na~ -MMT)有机化改性,制成有机蒙脱土(OMMT),采用熔融插层法分别制备HIPS/OMMT复合材料和聚磷酸铵(APP)体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料。结果表明,HIPS/OMMT复合材料具有一定的阻燃性能,但阻燃性能的提高比较有限;与仅添加OMMT时相比,APP体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性均得到进一步提高,以APP、季戊四醇(PER)和硼酸锌(ZB)为膨胀型阻燃剂对HIPS/OMMT复合材料阻燃性和抑烟性的提高更为显著。力学性能测试结果表明,APP体系的加入对复合材料的拉伸强度和冲击强度都有负面影响。     

水性环氧树脂包覆有机蒙脱土制备木材胶粘剂

摘要：水性环氧树脂通常含有水溶性分子或分子链，导致在高温和潮湿条件下作为木材胶粘剂时耐水性及力学性能较差。采用有机改性的纳米蒙脱土改性水性环氧树脂增强水性环氧树脂胶粘剂的耐水性及力学性能。并通过乳液包覆蒙脱土的方法与直接共混的方法对比，研究了不同添加量有机蒙脱土（0%，3%，6%，9%）对胶粘剂性能的影响。胶粘剂的耐水性及力学性能通过测量胶粘剂在干燥及潮湿条件下的剪切强度来表示。通过TGA、SEM、TEM、DSC研究了复合胶粘剂的热稳定性和结构。结果表明，在水性环氧树脂中添加有机改性的纳米蒙脱土，可以有效地提高胶粘剂的粘结强度，此外，采用乳液包有机覆蒙脱土的方法比直接共混的方法制备得到胶粘剂，有机蒙脱土在胶粘剂中分布更均匀，具有更优异的力学性能，说明有机蒙脱土在复合材料中的分散质量是影响复合胶粘剂性能的主要原因。     

不同树脂质量比阻燃PPE/HIPS体系性能研究

使用双螺杆挤出机制备了一系列质量比的阻燃聚苯醚(PPE)/高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料,根据PPE黏度不同分为PPE-35/HIPS体系和PPE-45/HIPS体系,研究了不同黏度的PPE及不同质量比PPE/HIPS对复合材料的力学性能、热变形温度(HDT)、熔体质量流动速率(MFR)的影响,并筛选不同牌号HIPS对复合材料性能的影响。结果表明,PPE/HIPS复合材料中,拉伸强度、弯曲强度随HIPS含量的增加呈线性下降趋势,PPE-45/HIPS体系的拉伸强度和弯曲强度普遍优于PPE-35/HIPS体系;冲击强度存在一个树脂最优质量比,PPE-35/HIPS体系中树脂最优质量比为70∶30,PPE-45/HIPS体系中树脂最优质量比为60∶40。HDT随HIPS含量的增加呈线性下降趋势,而MFR随HIPS含量增加呈线性递增趋势,PPE-35/HIPS体系的HDT低于PPE-45/HIPS体系而MFR高于PPE-45/HIPS体系。复合材料的强度由主体树脂PPE决定,HIPS (476L)对PPE-35的增韧改性效果更好,成型加工性能更佳。     

高抗冲聚苯乙烯的阻燃及增韧研究

采用十溴二苯醚(DBDPO)和三氧化二锑(Sb_2O_3)为阻燃复合体系对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)进行阻燃改性,研究了阻燃复合体系对HIPS共混材料阻燃性能和力学性能的影响.结果发现:当DBDPO与Sb_2O_3的质量比为3:1时,HIPS共混材料的氧指数达到28%,阻燃效果较好,同时力学性能损失较小;加入无机阻燃剂可以抑制HIPS共混材料燃烧,明显降低发烟量;并比较了增韧剂种类和用量对HIPS共混材料阻燃性能和力学性能的影响.     

Polystyrene-based composites and nanocomposites with reduced brominated-flame retardant

Polystyrene was melt blended with a halogen-based flame retardant (FR), hexabromocyclododecane, and a non-halogenated FR, triphenyl phosphate (TPP), in a twin-screw extruder. An organically modified montmorillonite (Cloisite 15A) was used to prepare FR polystyrene nanocomposites. The flammability properties and thermal stability of FR polystyrene composites and nanocomposites were investigated. X-ray diffraction analysis showed that the exfoliation structure of organically modified montmorillonite in polystyrene nanocomposites may be achieved by melt-compounding in a twin-screw extruder. Furthermore, a good dispersion of FRs and nanoparticles of organically modified montmorillonite was observed by energy dispersive X-ray analysis. Thermogravimetric analysis demonstrated that the thermal stability of FR nanocomposites enhanced in the presence of clay nanoparticles and antioxidant. The aim of this study was to reduce the FR level, especially in the brominated FRs. The good results obtained by the limiting oxygen index test showed high-performance flammability properties in the composites containing hexabromocyclododecane and TPP, resulted from the synergy effects between these two FRs. However, in spite of producing high thermal performance polystyrene nanocomposites and dispersing clay nanoparticles efficiently into the polystyrene matrix, the flame retardancy properties were deteriorated in the presence of clay nanoparticles. Therefore, the organically modified clay (Cloisite 15A) was not a good synergic compound to improve the flame retardancy of polystyrene nanocomposites.     

低烟无卤阻燃HIPS的研究

采用熔融法制备包括有机蒙脱土（OMMT）、红磷（RP）和酚醛树脂（PFR）体系的阻燃高抗冲聚苯乙烯（HIPS）复合材料，用基于耗氧原理的锥形量热仪研究复合材料的阻燃性能，用扫描电子显微镜观察了复合材料燃烧残余物的微观结构形态。结果表明，与纯HIPS相比，制备的HIPS／OMMT复合阻燃材料阻燃性能有所提高，但提高幅度有限；与HIPS／OMMT复合阻燃材料相比，添加RP和PFR的阻燃RP／PFR／HIPS／OMMT复合材料的热释放速率及其峰值、质量损失速率和生烟速率等燃烧性能参数继续降低，且火灾性能指数大幅提高，表现出低烟和高效的阻燃特点。     

一种三嗪阻燃剂对玻纤增强PET体系性能的影响

比较了新型阻燃剂无析出阻燃剂A和十溴联苯醚对玻纤增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）体系的阻燃和力学性能的影响以及阻燃剂在体系中的抗析出性能。结果表明，两种阻燃剂对体系性能的贡献几乎一样，但无析出阻燃剂A具有良好的抗析出性。借助扫描电镜（SEM）对体系的微观结构的分析发现无析出阻燃剂A在PET基体中分散均匀，颗粒尺寸小而一致。在不同工程塑料中加入无析出阻燃剂A后发现，PET体系的阻燃性能明显高于而力学性能则大大低于PBT和尼龙体系，这在很大程度上是由于无析出阻燃剂A体系使PET树脂摩尔质量降低所致。此外，还讨论了玻纤对十溴联苯醚阻燃PET的影响。适当提高玻纤的加入量，不仅可以提高体系的力学性能，还可以改善其阻燃性能。