原位聚合制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料及其结构性能表征

首先制备MMT／MgCl2／TiCl4插层催化剂，并通过原位聚合的方法制得聚丙烯(PP)／蒙脱土(MMT)纳米复合材料。XRD和TEM分析结果表明，蒙脱土在聚丙烯基体中被剥离并成纳米级分散。在低于80℃左右时，PP／MMT纳米复合材料的储能模量明显高于纯聚丙烯的储能模量。PP／MMT复合材料的玻璃化温度比纯PP提高了2℃～5℃。     

PP/蒙脱土纳米复合材料的制备及剪切粘度

应用双螺杆挤出机熔融插层制备出PP／蒙脱土纳米复合材料，X射线衍射表明，PP高分子链已插层进入有机蒙脱土片层之间。应用两种不同缝隙厚度的窄缝流变仪对PP及PP／蒙脱土纳米复合材料的剪切粘度及影响因素进行了研究。结果表明，PP／蒙脱土纳米复合材料为剪切变稀性流体。在190℃和210℃温度下，PP／蒙脱土纳米复合材料呈现类固体的非牛顿流体行为，剪切粘度随着剪切速率的升高逐渐降低。在230℃和剪切速率小于80s^-1的情况下，PP／蒙脱土纳米复合材料呈现类牛顿性流体行为。温度较高时,蒙脱土的含量对复合材料的剪切粘度的影响较为明显。     

PMAA/MMT及PMAA/MMT/SiO_2纳米复合材料的结构与性能研究

采用原位插层聚合法制备了聚甲基丙烯酸/蒙脱土(PMAA/MMT)纳米复合材料和聚甲基丙烯酸/蒙脱土/二氧化硅(PMAA/MMT/SiO2)纳米复合材料,并比较两种纳米复合材料的结构与性能。研究结果表明,PMAA/MMT纳米复合材料属于插层与剥离共存型纳米复合材料。PMAA/MMT/SiO2纳米复合材料中蒙脱土的特征衍射峰已经消失,蒙脱土与二氧化硅均匀分散在聚合物基体中。PMAA/MMT及PMAA/MMT/SiO2纳米复合材料均有一定的鞣制性能,但相对而言PMAA/MMT/SiO2纳米复合材料的鞣制效果较好。     

PP-g-MAH/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法成功制备了接枝物(PP—g—MAH)／有机蒙脱土(Org—MMT)纳米复合材料，用X射线衍射法检测了复合材料的层间距、微晶尺寸和晶胞参数的变化，并考察了纳米复合材料的力学性能。结果发现，对于PP—g—MAH／Org—MMT=100：20的复合材料，接枝物大分子链难以插层进入有机蒙脱土片层间。增大PP—g—MAH／Org—MMT比例，接枝物大分子链能插层进入有机蒙脱土片层，形成插层型纳米复合材料。PP—g—MAH／Org—MMT=100：10时，PP—g—MAH／Org—MMT复合材料110、040、041等晶面垂直于反射方向的微晶尺寸出现最小值．且可获得较好的力学性能．说明选择适当的接枝物／有机蒙脱土比例可降低聚丙烯的微晶尺寸，改善力学性能．但对复合材料晶胞参数的影响较小。     

醋酸纤维素/蒙脱土生物纳米复合材料的结构与力学性能

采用熔融插层法在聚乙二醇的增塑作用下制备了醋酸纤维素/蒙脱土(CA/MMT)生物纳米复合材料。利用X射线衍射和透射电镜表征了CA/MMT纳米复合材料的插层结构。X射线衍射结果表明,复合后蒙脱土的层间距增大;透射电镜照片显示,蒙脱土在CA基体中达到纳米级分散,且分散均匀。CA/MMT纳米复合材料的力学性能得到较大提高,加入5 phr有机蒙脱土时,复合材料的拉伸强度从纯增塑CA的38.8 MPa增到48.2 MPa。动态力学测试表明复合材料的储能模量增大,玻璃化转变温度提高。     

剥离型纳米蒙脱土/聚酰亚胺复合材料的制备与表征

利用二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯（MDI）与酸化的蒙脱土（MMT）表面的羟基进行反应制得了MMT-MDI;进一步利用己内酰胺（CPL）对MMT-MDI进行插层并对多余的异氰酸酯端基进行封端,制得了MMT-MDI-CPL。采用预聚体溶液插层法,利用聚酰胺酸（PAA）在二甲基乙酰胺（DMAC）溶剂中分别对MMT-MDI和MMT-MDI-CPL进行预聚体插层,制得了剥离型纳米MMT/聚酰亚胺（PI）复合材料。通过电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）、FTIR、TG、XRD和SEM对改性MMT和纳米MMT/PI复合材料进行了表征。结果表明：MDI与MMT表面羟基反应而被成功接枝于MMT上;MDI对MMT的改性、CPL对MMT-MDI的插层和封端使MMT层间距得到逐步扩大;MMT/PI复合材料的XRD和断面SEM表明,MMT在PI基体中得到了充分剥离。     

石材防护用纳米改性不饱和聚酯的合成及性能分析

制备了不饱和聚酯(UP)及纳米改性UP材料,着重介绍了纳米复合型UP的性能及在石材防护领域中的应用．研究结果表明,UP／MMT及UP／MMT SiO2的原位插层纳米复合材料各种性能下降,而UP／SiO2纳米复合材料综合性能提高,作为石材防护胶性能贡献突出。     

聚丙烯/聚乙二醇改性蒙脱土纳米复合材料的力学和流变性能

通过熔融插层法制备了聚丙烯/蒙脱土(PP/MMT)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)和透射电镜表征了PP/MMT纳米复合材料的插层结构。XRD结果表明,经过聚乙二醇(PEG)处理的蒙脱土层间距增大;透射电镜(TEM)照片显示,蒙脱土在PP基体中达到纳米级分散,且分散均匀。PP/MMT纳米复合材料力学性能得到较大提高。加入5份改性MMT时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率分别从纯PP的3.93kJ/m2、74.46%提高到9.95kJ/m2、220.66%。动态流变性能测试结果表明,MMT的加入降低了PP的复数黏度(η*)、储能模量(G′)和耗能模量(G″)。     

原位插层聚合制备纳米复合材料及其在皮革鞣制中应用的研究

通过优化聚二烯丙基二甲基季铵盐（PDMDAAC）的合成工艺，选用二烯丙基二甲基季铵盐（DMDAAC）在不同用量的蒙脱土中原位插层聚合，制备了系列纳米复合材料（PDMDAAC／MMT）。通过单体转化率和聚合物的特性粘度考察不同用量的蒙脱土对单体插层聚合的影响；也进行了采用纳米复合材料应用于皮革预鞣，再用2％标准铬粉鞣制的试验初试。结果表明：蒙脱土的用量为5％时，蒙脱土的层间距、单体转化率、聚合物的特性粘度均达到最大值；蒙脱土用量为4％时，纳米复合材料对坯革的增强效果最明显；同时对坯革透水汽性的负面影响最大。     

PA6/MMT纳米复合材料的制备与表征

采用原位聚合法制备PA6/MMT纳米复合材料。利用超薄切片法制备原子力显微镜观测样品,实现了对复合材料中纳米蒙脱土分散情况的原位观测。对复合材料进行了扫描电镜、差示扫描量热、热重、X射线衍射、单轴拉伸、缺口冲击等实验,结果表明,超薄切片法制备的PA6/MMT纳米复合材料原子力实验样品较好地实现了对纳米蒙脱土分散情况的原位观测。插层过程扩大了蒙脱土片层的间距,蒙脱土在基体中分散均匀。蒙脱土在基体中起到了异相形核作用,复合材料的结晶速率升高,热分解温度有所下降。拉伸强度与弹性模量随蒙脱土含量的增加而增加。相比于纯尼PA6,复合材料的冲击强度有不同程度的增加。     

Characterization of poly(butylene terephthalate) composites prepared by using various types of sized carbon fibers

This paper aims to study the effects of sizing on properties of differently sized carbon fiber (CF) reinforced poly(butylene terephthalate) (PBT) composites by comparing them to unsized CF reinforced composites. Contact angle analysis was used to evaluate the wettability of CFs and the work of adhesion between the sizing agent and PBT matrix. It was found that wettability of PU sizing material by PBT matrix was better than that of other sizing materials by PBT matrix. Tensile and dynamic mechanical analysis (DMA) tests were performed to investigate the effect of sizing agent type on mechanical and thermomechanical properties. According to tensile test results PHE and PU sized CF reinforced PBT composites gave higher tensile strength and modulus values than the others. DMA revealed that PU sizing material gave better adhesion strength than other sizing materials. It was found that electrical conductivity values of all composites are about 10^− 2 S/cm. SEM analysis showed that PU sized CF surface covered a layer of PBT matrix in accordance with other test results. As a conclusion of all results, it can be suggested that PU is a proper sizing material to be used for CF surface for PBT matrix.     

Morphology and properties of acrylate styrene acrylonitrile/polybutylene terephthalate blends

The structure and mechanical properties of acrylate styrene acrylonitrile (ASA) and ASA/polybutylene terephthalate (PBT) blends have been studied. The morphology of ASA is found to conform to a previous model. 40/60 and 60/40 blends of ASA/PBT have a two-phase, dispersed morphology while the 50/50 blend is shown to have a co-continuous structure. As processing temperature is increased, the mechanical properties decrease, due to PBT degradation. The 60/40 ASA/PBT blend has very poor impact resistance because of the continuous, degraded PBT matrix. Better mechanical properties are observed for blends with a continuous ASA matrix, particularly in the 50/50 blend. Fracture surface analysis reveals a unique morphology of mushroom-like PBT fibrils for the low processing temperature samples near the crack tip. This is thought to occur due to the competition of cohesion and adhesion of the PBT with the ASA matrix.     

蒙脱土/聚酰亚胺纳米复合薄膜的制备

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(DAPE)为主要原料合成的聚酰亚胺(PI)为基体,以有机化处理蒙脱土(MMT)为无机相,成功地制备了MMT/聚酰亚胺纳米复合薄膜。用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)对薄膜微相形态结构进行了分析测试。结果表明,加入适量MMT可制得MMT片层分散尺寸达到纳米级(1~2 nm)的MMT/PI复合薄膜。有趣的是,MMT/PI薄膜中显示出了一定程度的取向行为。     

PBT/原位聚合改性凹凸棒粘土纳米复合材料的微结构与粘弹性

采用原位微乳液聚合法制备了PS修饰的凹凸棒粘土(PS-AT),红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)结果表明,PS已成功地修饰到AT表面。将所得PS-AT与PBT共混制备了PBT/PS-AT复合材料,场发射扫描电镜(FE-SEM)结果表明,复合材料中PS-AT含量较低时可得到纳米级的良好分散,且界面相容性较好;而当PS-AT含量较高时,团聚现象出现,复合材料相界面变差。这与复合材料的粘弹性的变化趋势一致,即PS-AT的加入可以使复合材料的复数黏度升高以及抗蠕变性能改善,而随着PS-AT含量的增加,复数黏度和抗蠕变性能变化不明显。     

聚醚铵改性蒙脱土对纳米蒙脱土/聚丙烯复合材料微观结构的影响

采用自制的2种大层间距(层间距分别为6.72nm和8.66nm)的聚醚铵(POP)改性蒙脱土(MMT)OMMT1和O-MMT2,通过共混法与增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)或聚丙烯(PP)复合,考察了共混方法、共混时间、POP改性MMT的层间距及PP-g-MAH对MMT/PP-g-MAH和MMT/PP复合材料微观结构的影响。研究结果表明:由于O-MMT1具有较大的层间距,在溶液共混和熔融共混中,均能使MMT在PP-gMAH基体中发生剥离;随着共混时间延长,O-MMT1由插层型经过过渡状态向剥离型转变,最终可以获得完全剥离的纳米MMT/PP-g-MAH复合材料;在溶液共混的过渡态中存在大量"双层结构"的MMT片层;具有更大层间距的O-MMT2以及PP-g-MAH的加入均能更有效地促进MMT在PP基体中的剥离,从而获得完全剥离的纳米MMT/PP复合材料。     

溶液聚合制聚丙烯酰胺/蒙脱土纳米复合材料

利用溶液聚合法制备了聚丙烯酰胺／蒙脱土插层复合材料。XRD、IR等表明，聚丙烯酰胺已进入蒙脱土层间，并使之剥离。DSC表明，剥离型纳米复合材料的热稳定性提高，这是由于蒙脱土纳米片层与基体大分子链相互作用的结果。研究结果表明，复合材料调湿性能优于基体材料。     

核壳结构改性剂对PBT/PC共混物的增韧作用

采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）核壳结构改性剂增韧聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/聚碳酸酯（PC）共混物。动态力学测试（DMTA）结果表明,PBT与PC为热力学不相容体系,ABS的引入导致PBT、PC玻璃化转变温度相互靠近,相容性提高;差示扫描量热（DSC）研究结果表明,随着ABS的加入,PBT/PC体系中PBT的...     

紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

采用原位聚合方法合成了可紫外光固化的插层型聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土复合材料,通过紫外光固化后制备了聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料。利用FT-IR、XRD等对材料的结构、蒙脱土的插层和剥离行为进行了表征,采用TGA和应力-应变方法对复合材料的热学及力学性能进行了测试。结果表明,当蒙脱土含量为4％～5％时,聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料的耐热性能有了明显提高,而拉伸强度和撕裂强度比纯聚氨酯丙烯酸酯分别提高了100％和50％。     

球磨分散法制备新型改性粘土/环氧纳米复合材料的结构与性能

采用十二烷基二甲基卞基氯化铵(DBDA) 和间苯二甲胺(MXDA) 设计并制备了一种新型有机化改性蒙脱土(MMT Ⅱ), 通过球磨法来促进其在环氧树脂中的细化与分散, 制备出具有良好解离结构的MMT Ⅱ/ 环氧纳米复合材料。利用红外光谱(FTIR) 、X-射线衍射(XRD) 和透射电镜( TEM) 表征了新型MMT Ⅱ及其纳米复合材料的结构, 测试了力学性能。结构表征与分析表明, 大颗粒粘土聚集体并不能在搅拌混合过程中分散开, 在固化过程中很难充分解离, 而通过球磨过程中产生的剪切力可促进其分散与细化, 从而获得良好解离结构。MMTⅡ中MXDA 的引入, 减少了季铵盐分子链所产生的悬键, 增加了MMT Ⅱ片层的界面反应性, 大大提高了纳米复合材料的力学性能, 冲击强度由3211kJ / m2 提高到4811 kJ / m2, 提高近50 %, 弯曲强度提高近8 %。     

Super-tough poly(butylene terephthalate) based blends by modification with core-shell structured polyacrylic nanoparticles

Core-shell structured polyacrylic nanoparticles (named CSPN) impact modifiers consisting of a rubbery poly(n-butyl acrylate) core and a rigid poly(methyl methacrylate) shell with a size of about 352 nm were synthesized by seed emulsion polymerization. The CSPN modifier with core-shell weight ratio 80/20 was used to toughen poly(butylene terephthalate) (PBT) by melt blending. With an increase in CSPN content, the impact strength and the elongation at break of PBT/CSPN blends increased significantly compared with those of PBT; however, the tensile strength decreased. It was found that the polymerization had a very high instantaneous conversion (> 93%) and overall conversion (99%). The core-shell structure of CSPN was examined by means of transmission electron microscope. Scanning electron microscope was used to observe the morphology of CSPN particle and fractured surfaces of the blends. The dynamic mechanical analyses of PBT/CSPN blends showed two merged transition peaks of PBT matrix, with the presence of CSPN modifier, which was responsible for the improvement of PBT toughness. The results indicated that the notched impact strength of PBT/CSPN blend with a weight ratio of 80/20 was 8.61 times greater than that of pure PBT where the brittle-ductile transition point appeared.