改性累托石粉体的制备及其填充橡胶复合材料的结构与性能

利用喷雾干燥法制备了硅烷偶联剂KH550改性的累托石粉体, 考察了喷嘴进口温度对制备的累托石粉体表面性质、结构及形貌的影响。将累托石粉体分别加入到丁苯橡胶(SBR)、天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)中, 通过熔融共混法制备了改性累托石/橡胶复合材料, 研究了累托石在橡胶基体中的分散状态及其对基体的增强效果。结果表明: 随着进气温度的提高, 与累托石复合的KH550的量也随之增加; KH550分子插层进入累托石层间, 阻碍了片层的再聚集, 片层堆砌更加无序蓬松; 改性累托石在SBR中出现了局部团聚现象, 在NBR中分散较均匀, 而在NR中分散状态最好; 与相应的纯橡胶相比, 改性累托石填充的SBR和NBR基复合材料的各项力学性能均有所提高, 而其填充的NR基复合材料的定伸应力提高, 拉伸强度和撕裂强度基本不变, 断裂伸长率有所下降。     

壳聚糖季铵盐/有机累托石纳米复合材料的抗菌性能研究

合成了壳聚糖季铵盐, 并通过溶液插层法将其插层进入有机累托石层间制备纳米复合材料, 研究表明, 当壳聚糖季铵盐与有机累托石的质量比为2∶1时, 其获得了4.8nm的最大层间距. 抗菌结果显示, 在偏酸、中性及偏碱性条件下, 所有的纳米复合材料都具有较好的抗菌性能, 且与有机累托石的含量和层间距成正比. 与壳聚糖季铵盐及有机累托石相比, 纳米复合材料对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌的抗菌性能大大提高, 对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑制浓度仅为0.00313% (W/V), 且能在30min内杀死90%以上的金黄色葡萄球菌, 80%以上的大肠杆菌. 最后, 通过TEM和SEM结果探讨了其抗菌机理.     

累托石/聚合物纳米复合材料的新进展

累托石是我国湖北省盛产的铝硅酸盐矿物,其与蒙脱土极为相似,但又具有它独特的结构特点,近年来广泛用于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备.本文介绍了累托石的结构特性、表面修饰和累托石/聚合物纳米复合材料的结构及制备方法,总结了累托石/壳聚糖基纳米复合材料及其作为抗菌剂、吸附剂、药物控释材料和基因载体等功能化应用方面的最新研究成果,并提出了累托石/聚合物纳米复合材料未来的研究方向.     

微波辐射法合成壳寡糖/有机累托石纳米复合材料及性能研究

采用高效快速的微波辐射法制备了壳寡糖/有机累托石(CTOOR)纳米复合材料,其中壳聚糖(CTS)经酶解处理得到低分子量壳寡糖(CTO),累托石(REC)用Gemini 18-3-18进行有机改性。用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位分析表征了该纳米复合材料的微观形态和结构,比较了其与单一组分CTO热稳定性和抗菌性能的差异。结果表明,CTO插层进入有机累托石(OREC)层间,扩大了其层间距;CTO与OREC发生氢键和静电的相互作用;CTOOR的热稳定性及抗菌能力均优于CTO。     

POSS-NH2自组装改性累托石/EPDM橡胶复合材料的制备与性能研究

以异丁胺基多面齐聚倍半硅氧烷(Aminopropyllsobutyl POSS,POSS-NH2)作为插层剂对累托石(Rectorite,REC)进行有机化处理,并应用于三元乙丙橡胶(Ethylene propylene diene monomer,EPDM)体系,采用机械共混法制备了POSS-NH2自组装改性累托石/三元乙丙橡胶(POSS-REC/EPDM)复合材料。考察了POSS-REC在橡胶体系中的剥离行为、复合材料的微观结构、力学性能及热学性能。结果表明:POSS-REC添加量较低时形成较均一的插层-剥离型纳米复合材料;POSS-REC添加量为3%(质量分数)时,复合材料力学性能和热学性能最佳,与纯EPDM橡胶相比,其拉伸强度提高245.5%,断裂伸长率提高113.3%,热分解温度提高7.7℃。     

激光烧结尼龙12/ 累托石复合材料的结构与性能

将尼龙12 与有机累托石的混合粉末进行激光烧结成型, 利用X 射线衍射(XRD) 、差示扫描量热分析(DSC) 、扫描电镜(SEM) 等手段对烧结试样的材料结构进行了表征, 并对其力学性能及热性能进行了研究。结果表明: 尼龙12 在激光烧结过程中插入到累托石层间, 形成了尼龙12/ 累托石纳米复合材料。复合材料的力学性能及热稳定性能同尼龙12 烧结试样相比均有不同程度的提高, 有机累托石质量分数为10 %时, 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了10.7 %、15.9 %和38.7 % , 热分解温度提高了27 ℃。     

有机累托石/聚脲弹性体纳米复合材料的制备及性能研究

利用有机纳米累托石对聚脲弹性体进行改性,制备了粘土/聚脲纳米复合材料,采用红外光谱(FTIR)分析了改性体系的结构变化,X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析了粘土在纳米复合材料中的解离情况,研究了有机累托石添加量对聚脲性能的影响。结果表明,有机累托石以物理共混的形式分散在聚脲中,聚脲可以插入粘土层间,使层间距变大;纳米复合材料在有机累托石添加量为5wt%时具有较优的综合性能,拉伸强度和断裂延伸率分别提高了72.9%和8.7%,初始分解温度提高了19.7℃,500℃时重量保持率提高了7.6%。     

聚合锆离子柱撑累托石矿物材料

以湖北钟祥的累托石为基质粘土,氧氯化锆(ZrOCl2.8H2O)为锆源配制聚合锆离子(柱化剂),稀溶液法制备锆基柱撑累托石矿物材料,通过XRD、FTIR、TG-DSC、SEM和BET等手段对其进行表征。锆基柱撑累托石的层间距(d001)室温下为3.0~3.2nm,煅烧500°C层间距可达3.1nm;FTIR分析得出柱撑累托石中蒙皂石晶层的Si-O四面体层和锆聚合阳离子形成了稳定的[Si-O]-[H(O)-Zr]键;TG-DSC特征揭示锆基柱撑累托石结构破坏的吸热率为418J/g,比累托石的吸热率256J/g提高了134J/g;锆基柱撑累托石的比表面积是累托石的比表面积的10倍,这些特征皆说明锆基柱撑累托石矿物材料比累托石具有好的耐温性和表面活性,预示其有更好的应用前景。     

累托石纳米晶层的高压剥离研究

首次采用物理方法高压制备了酚醛树脂(PF)/累托石(REC)粘土和酚醛树脂(PF)/有机改性累托石(OREC)粘土纳米复合材料,以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及红外光谱(IR)分析了复合材料的物相和显微结构。结果表明,不通过层间高分子聚合反应,在常温高压下,由聚合物分子插入粘土层间,可以形成剥离型树脂/粘土纳米复合材料。在100M Pa和500M Pa下,复合材料中的OREC完全剥离,而REC只有部分被剥离。     

粘土/热塑性聚氨酯弹性体插层复合材料制备与性能

本文对不同种类的层状硅酸盐粘土膨润土（BEN）及累托石（REC）进行有机改性，利用X射线衍射（XRD）分析有机粘土的层间结构变化，研究不同有机粘土与聚氨脂弹性体熔融共混后复合材料的力学性能。结果表明：改性后的有机粘土层间距均有不同程度的增大，复合材料的力学性能均有不同程度的增加，其中有机累托石补强的效果较好；有机粘土在添加两份时均表现出较大的拉伸强度，累托石在两份添加量的拉伸强度由原来的37.2MPa提高到53.8MPa，提高了44.6%；撕裂强度在所研究范围是增加的，8份时从纯基体的92.8kN/m提高到138kN/m，提高了49%。