有机蒙脱土的制备及性能表征

以天然蒙脱土(MMT)为原料,用季铵盐和氨基酸作为有机插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换,优化反应条件(改性时间、温度和搅拌速率),制备出层间距不同的有机蒙脱土,用FT-IR、XRD、TEM及TG对产物进行表征.结果表明,4种有机插层剂都已进入蒙脱土的层间,蒙脱土的层间距由1.25 nm增加到1.82～4.05 nm,其中,以1631-Cl为插层剂,改性时间为4 h,改性温度为80 ℃,搅拌速率为300 r/min时,制得的有机蒙脱土层间距大且晶形良好.     

中低品位膨润土的有机化及在泥浆中的应用

以新疆乌兰陵格产中低品位钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基铵盐(氯化物D1631和溴化物CTAB)作插层剂,制备有机膨润土。通过实验确定了制备有机膨润土的季铵盐加入量是85～90mmol/100g土。用红外(FTIR)、X-衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了有机土结构。FTIR谱显示有机插层剂已进入膨润土的层间,XRD特征峰位移表明膨润土的层间距由1.23nm增加到3.26nm。SEM观察到有机土形貌显著改变,颗粒松散。结果表明膨润土的层间距增大,粒层厚度约为72nm左右。测试了有机膨润土的钻井油基泥浆性能,结果表明,其塑性粘度为7.0mPa·s,表观粘度为8.5mPa·s,动切力为1.5Pa,滤失量40.0mL,均已达到钻井液用有机土的质量指标要求。     

膨润土环境修复材料的制备、表征及在废水处理中的应用

以新疆夏子街钠基膨润土制备环境修复材料并应用于废水处理。FTIR（红外光谱）分析结果表明,改性后有机季铵盐已经插层进入蒙脱石层间。XRD（X射线衍射）结果表明,改性后蒙脱石层间距由1．227nm增至3．476nm。当pH=4、膨润土环境修复材料用量为6g／L、搅拌时间30min时,其对城市生活污水化学耗氧量COD的去除率达到80％以上。当pH=8、搅拌时间15min、膨润土环境修复材料用量为60g／L时,对炼油碱渣废液中挥发酚的去除率达到94．21％。     

苯甲酸膨润土的合成及其表征

为了改性具有芳烃基团的有机高分子材料,用苯甲酸改性碱性钙基膨润土制备了苯甲酸有机膨润土.改性反应是在有机溶剂中,通过回流分水使反应充分进行.采用单因素分析方法,考察苯甲酸用量、分散剂用量、反应时间等因素对苯甲酸有机膨润土有机物含量的影响.用差热-热重分析、X射线衍射、红外光谱等手段对样品进行表征.结果表明:苯甲酸有机膨润土的有机物质量分数超过40%;苯甲酸根插入膨润土层间后,使膨润土的层间距扩大,晶体结构更加完整.苯甲酸有机膨润土是一种插层苯环结构的有机膨润土,它的层间距比较大,有机化程度高,与芳香烃等高分子材料的相容性较好,热稳定性高,有着较好的开发前景.     

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。     

有机膨润土的制备与表征

以提纯后的钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为改性剂制备有机膨润土。研究了原料配比、反应温度和反应时间对有机膨润土性能的影响,获得了最佳改性条件:改性剂用量为100 g膨润土加入115 mmol改性剂,反应温度为60℃,反应时间为90 m in。通过红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对膨润土的改性效果进行了表征。结果表明:有机季铵盐在不破坏膨润土原有的层间结构骨架的情况下,可以顺利地插层到膨润土层状结构中,使得层间距发生一定的膨胀。以CTAC为改性剂,可以制备出性能优良的有机膨润土。     

阳离子聚丙烯酰胺插层改性膨润土的制备及性能研究

以阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)分别插层改性钠基膨润土及十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)有机膨润土,并研究了其对次甲基蓝模拟印染废水的脱色性能。结果表明,CPAM复合插层改性的CTMAB有机膨润土的层间距(2.4000 nm)大于CTMAB改性钠基膨润土(1.9705 nm)和钠基膨润土(1.2513 nm)的层间距,且CPAM复合插层改性膨润土的热稳定性总体优于CTMAB改性膨润土和钠基膨润土。处理模拟印染废水时,分别将适量次甲基蓝溶液加入CTMAB钠基膨润土和经CPAM改性的CTMAB钠基膨润土中,脱色率为92%和94%。CPAM复合插层改性膨润土表现出显著的吸附、脱色、絮凝沉降的协同作用。     

不同工艺有机插层蛭石的制备及表征

以2倍蛭石阳离子交换容量的十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,利用热液搅拌法、球磨法、煮沸法、熔融搅拌法等4种不同工艺对蛭石进行插层处理.对有机插层后的蛭石进行了粉晶X射线衍射、Fourier变换红外光谱和热重分析表征.结果表明:不同插层工艺会导致有机插层蛭石的层间距及微结构的变化.随着层间距的增大,蛭石层间的有机相含量逐渐增大.     

阴离子型有机膨润土的合成及机理解释

采用L9(34)正交实验法,用十二烷基磺酸钠(SDS)改性钠基膨润土,研究了反应温度、pH值、固液比、改性剂用量对插层效果的影响.X光衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)表明,SDS已有效进入膨润土层间,层间距由1.5691 nm扩大至3.5766 nm,因此确定了制备高性能有机膨润土的最佳工艺条件.     

有机插层膨润土的制备及吸附性能研究

以溴代十六烷基三甲胺及氯化苄乙氧胺对膨润土原土进行改性,制备了一系列新型的有机插层膨润土材料。通过红外光谱、X-射线衍射及扫描电镜对膨润土及改性膨润土进行了表征,结果表明有机改性剂已经插层到膨润土内,并使其层间距增大。同时对该材料的吸附性能进行了研究,实验结果表明有机插层膨润土能有效的去除水溶液中的Cu2+、Zn2+、Ni 2+、Cd2+金属离子以及有机污染物苯酚。     

有机膨润土对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附特性

采用扫描电子显微镜(SEM)、低温氮气物理吸附仪对有机膨润土的表面形貌和孔结构特性进行表征,系统考察了吸附时间、膨润土用量、pH值、温度、六价铬初始浓度对模拟废水中六价铬脱除的影响,并从有机膨润土结构、吸附机理等角度分析其对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性。实验结果表明,该有机膨润土片层结构明显,孔隙较发达,孔径分布较宽(主要分布在3~24nm之间),为典型的介孔材料,有利于污染物在有机膨润土内的迁移和扩散;该有机膨润土对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,在20℃、pH=6、20min条件下,2g膨润土对六价铬(50mg/L,50mL)的脱除率高达94.9%,此时吸附量为1.19mg/g.     

钛柱撑膨润土工艺条件研究

采用碱式sol-gel法合成了TiO2柱撑膨润土(TiO2-Na-MMT)。通过正交实验表明,影响硫酸钛碱式溶胶法柱撑膨润土的因素的影响顺序为:焙烧温度>矿浆浓度>水浴温度>搅拌时间>搅拌速度。通过单因素实验、XRD、SEM和EDS综合的研究了水浴温度对柱撑效果的影响,70℃的水浴温度为最佳温度,在衍射角2θ为26.542°时,层间距很大的比例由1.70 nm打开到3.35 nm;在EDS分析中,钛含量的质量百分比为8.86%的整体插入量和21.30%的层间插入量;在光催化降解甲基橙实验中,甲基橙降解率为80.60%。     

有机膨润土的合成与表征研究

以天然膨润土和十八烷基二甲基苄基氯化铵(1827)为原料,合成有机膨润土。研究了反应时间、反应温度对有机化程度(漂浮物质量/产物总质量)的影响。实验结果表明:在反应温度150°C,反应时间120 min,有机化程度为96.6%。利用红外光谱,X射线衍射,透射电镜及差热分析进行了表征,结果表明:经改性后的有机膨润土,层间距由1.21 nm增大到1.97 nm,有机物含量达38.4%。     

碳酸钾制硫酸钾在膨润土层间插层构型机理研究

本文研究了碳酸钾在膨润土层间与硫酸反应生成硫酸钾层间结晶,实验得出其最佳工艺条件为:一次水浴温度80 ℃,搅拌速度1.5 m/s,搅拌时间30 min,矿浆浓度为20 g膨润土溶于100 mL蒸馏水中;分段水浴温度70～70 ℃,分段搅拌速度0.5～2.0 m/s.正交试验与单因素实验结果吻合,其因素影响顺序为:搅拌速度>矿浆浓度>水浴温度>搅拌时间.其最大层间结晶达到4.2 g.从SEM、EDS图片显示硫酸钾成功结晶于膨润土层空间,没出现包裹现象,使对硫酸钾的固定与缓释有更深一步的认识.     

Synthesis and characterization of styrene butadiene rubber—Bentonite clay nanocomposites

In the present study, naturally occurring unfractionated bentonite clay was used to prepare styrene butadiene rubber/bentonite clay nanocomposite by latex stage blending. The bentonite clay was organo‐modified by in situ resol formation by the reaction of resorcinol and formaldehyde. The latex clay mixture was co‐coagulated with acid. The resulting clay masterbatch was compounded and evaluated by Fourier Transform Infrared spectroscopy, X‐ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy Dispersive X‐ray spectroscopy (EDS), Scanning Electron Microscopy, Thermogravimetric analysis, and Differential Scanning Calorimetry. XRD showed that the interplanar distance of the in situ resol‐modified bentonite clay increased from 1.23 to 1.41 nm for the unmodified bentonite. TEM analysis indicated partial exfoliation and/or intercalation. EDS (Si and Al mapping) of the clay revealed the nature of the dispersion in the nanocomposites vis‐à‐vis the conventional styrene‐butadiene rubber (SBR)/bentonite clay composite. Thermogravimetric analysis was used to compare the decomposition trends of the SBR/clay nanocomposites with the SBR/clay composite. The glass transition temperature of SBR/clay nanocomposites increased as compared with that of neat SBR. Substantial improvement in most of the other mechanical properties was also observed in case of the nanocomposites. POLYM. ENG. SCI., 2009. © 2009 Society of Plastics Engineers     

超声波辅助插层-剥离法制备煤系高岭土微粉的研究

我国煤系高岭土储量丰富,为满足造纸、纺织等行业个性化的需求,通常要对其进行深加工。以山西朔州煤系高岭土为原料,分别在恒温磁力搅拌和超声波作用下探究了煤系高岭土/二甲基亚砜(DMSO)插层复合物制备的最佳条件,在插层复合物的基础上对煤系高岭土进行超声辅助剥离,制备得到高岭土微粉,并利用XRD、SEM、BET、TG-DSC等方法分析表征样品。正交实验结果表明在磁力搅拌条件下DMSO用量、插层时间以及插层温度均对插层率具有一定的影响,引入超声波有利于高岭土插层率的提升。插层复合物经超声辅助剥离后晶粒厚度明显减小,高岭土片层状结构大体上呈现碎片化,仅保留少部分大的片状结构,其边缘碎化,整体上也出现碎裂的趋势。剥离样品的比表面积和孔径均大幅度增加,为硬质高岭土的剥离和超微细粉体的制备提供了新的思路。     

苯乙烯悬浮聚合的实验探索

考察了引发剂用量、悬浮剂用量、搅拌速度与反应温度对苯乙烯悬浮聚合反应的影响。结果表明,在苯乙烯用量为16 mL、去离子水用量为130 mL、引发剂过氧化二苯甲酰（BPO）用量为0.3 g、悬浮剂0.3%的聚乙烯醇溶液用量为7～8 mL、搅拌速度为300 r.min-1、反应温度为85～90℃的最佳悬浮聚合条件下,可得到颗粒尺寸均匀适中、透明度良好的聚苯乙烯产品,产率高达98.60%左右。     

聚己内酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为有机改性剂处理钠基蒙脱土(Na-MMT),制备了有机蒙脱土(CTAB-MMT),再以CTAB-MMT为插层剂,通过熔融挤出制备了聚己内酯(PCL)/CTAB-MMT纳米复合材料。采用SEM和XRD对MMT和纳米复合材料的结构进行了表征,并测试了纳米复合材料的力学性能。结果表明:CTAB-MMT的片层结构比Na-MMT连续性更好,片层间距由原来的1.51nm增加到1.95～3.32nm;CTAB-MMT在PCL基体中分散更均匀;与纯PCL相比,PCL/CTAB-MMT纳米复合材料的拉伸强度提高了10.2%,而弯曲强度提高了19.5%。     

甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合工艺条件的研究

通过悬浮聚合法制取了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。主要研究了分散剂、引发剂、温度、搅拌速度以及水和单体的比对聚合物的影响。结果表明:当单体的量为12mL时,水和单体比为5∶1(体积比);引发剂的量为0.16g;分散剂的量为MgCl2:3mL、NaOH:6mL;温度控制在75~78℃,反应约1.5h;搅拌速度为250r/min的实验条件下,制得了颗粒均匀、透明度良好、产率较高的聚甲基丙烯酸甲酯。