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。     

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%。     

累托石/大豆蛋白纳米复合材料的性能研究

利用累托石制备累托石/大豆蛋白纳米复合材料,并对材料的结构和性能进行测试和表征,结果表明,累托石/大豆蛋白复合材料在保持韧性的同时,其力学性能得到了明显的提高;一定量的累托石与大豆蛋白通过溶液插层复合形成了剥离/插层结构。     

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℃。     

酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其泡沫的研究

采用原位聚合的方法将酸化的蒙脱土(H-MMT)与酚醛树脂(PF)进行复合,制成剥离型酚醛树脂/蒙脱土(PF/MMT)纳米复合材料和其泡沫体.用XRD和TEM对复合材料的结构进行研究,并对复合材料泡沫体的性能进行了测试.结果表明:H-MMT与酚醛树脂复合后能形成剥离型PF/MMT纳米复合材料,制成的泡沫中的MMT片层发生...     

有机化累托石对沥青动态流变性能的影响

采用熔融共混法制备了有机化累托石(OREC)改性沥青,以X射线衍射(XRD)表征了改性沥青的微观结构,并通过动态剪切流变仪(DSR)研究了OREC的用量对改性沥青流变性能的影响。XRD分析表明,OREC可与沥青熔融插层形成插层/剥离型纳米复合结构。DSR结果显示,OREC对沥青的低温(25℃~50℃)流变性能影响很小,而对沥青高温流变性能有显著改善。在高温区(50℃~80℃),OREC明显增大了沥青的复数模量,减小了其相位角,显著提高了沥青高温抗车辙能力。     

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%。     

有机累托石改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的性能

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯,制备OREC改性的不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料,测试其力学性能,研究其耐介质性、耐紫外光老化性及耐热氧老化性能,并利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合材料的微观结构,探讨OREC改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的增强机理.结果表明,采用OREC能改善不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能,当OREC的质量含量为2%时,所制备的复合材料的综合性能最佳,与未改性的不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料相比,弯曲强度增加了14.0%,弯曲模量增加了22.4%,层间剪切强度增加了8.2%,且改性后复合材料的耐水煮性能、耐碱性、耐紫外光性能及耐热氧老化性能均提高.     

有机累托石/不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料的研究

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯(UP)，以改性的UP为基体，以玻璃布为增强材料制备了有机累托石／不饱和聚酯／玻璃纤维三元复合材料(OREC／UP／FIBERS)。通过X射线衍射(XRD)分析了三元复合材料的微观结构，测试了该三元复合材料的力学性能，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)初步分析了复合材料的增强机理，并研究了三元复合材料的耐湿热性及耐介质性能。结果表明，当OREC添加量为树脂质量分数的2％时，复合材料的综合力学性能较好，且OREC／UP／FIBERS三元体系的耐湿热性及耐碱性较不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的好。     

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.     

Fibre reinforced organic rectorite/unsaturated polyester composites

Three series of glass fibre (F) reinforced unsaturated polyester (UP)/organic rectorite (OREC) (F/UP/OREC) composites were manufactured by selecting two types of fibres, different gelation time of UP matrix and different content of OREC. The morphologies of F/UP/OREC composites were investigated using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The dispersion of OREC in the cured UP matrix was investigated using transmission electron microscopy (TEM). The mechanical properties of UP/OREC and F/UP/OREC composites were evaluated. Additionally, the hot–wet resistance and alkali resistance of UP/OREC and F/UP/OREC composites were investigated. The mechanical properties and the resistance to hot–wet and alkali of UP composites can be improved by adding appropriate OREC without reference to the gelation time of UP matrix or the type of F. The maximum mechanical properties of UP composites can be obtained by adding 2 wt% OREC due to the high stiffness and uniform dispersion of OREC.     

累托石/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备与性能

将累托石(REC)有机化处理后通过熔融插层复合法制备了REC/热塑性聚氨酯弹性体(TPUR)纳米复合材料,并用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR),X-射线和扫描电镜(SEM)等进行了表征。研究结果表明:十二烷基芳基季铵盐(C₁₂)对REC的处理效果及在TPUR中的分散性优于十六烷基季铵盐(C₁₆)和联苯胺(BZD);少量有机化处理REC(分别记作C₁₂-REC,C₁₆-REC和BZD-REC)加入TPUR就可使复合材料的力学性能大幅度提高,其中C₁₂-REC/TPUR的拉伸和撕裂强度在2 wt% C₁₂-REC含量时分别由38.87 MPa和92.8 kN/m提高到57.93 MPa和123.37 kN/m ,增幅分别达49 ％和33 ％;初步考察了有机化处理条件对力学性能的影响,结果发现:用处理2h的REC制备的纳米复合材料性能最佳。     

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。     

Preparation and characterization of new quaternized carboxymethyl chitosan/rectorite nanocomposite

Quaternized carboxymethyl chitosan (QCMC) was intercalated into the interlayer of rectorite (REC) to prepare QCMC/REC nanocomposite. XRD and TEM results revealed that REC was well dispersed in the polymer matrix and obtained the largest interlayer distance when the mass ratio of QCMC to REC was 2:1. FTIR, NMR and zeta-potential analyses showed that the intercalation of QCMC did not destroy the structure of REC layer, but there were hydrogen-bonding and electrostatic interactions between QCMC and REC. Quaternized chitosan (HTCC)/REC nanocomposite was prepared and studied in parallel. The comparative analysis of the two biopolymer/clay nanocomposites indicated that the free volume and positive charge density of biopolymers were important factors that affected the intercalation of biopolymer into clay. At last, thermal analysis indicated that QCMC/REC nanocomposites had obviously higher thermal stability in comparison with QCMC. This study shows that the combination with clay materials is a functional way to expand the possible application of QCMC as drug controlled-release carriers, antimicrobial agent and pulp-cap.     

纳米黏土和聚氨酯的表面性质与其复合材料微观结构的关系

累托石的表面性质直接影响其在聚合物中的分散性, 进而对其复合材料的结构与性能有很大的影响。通过反气相色谱法, 采用非极性和极性探针研究累托石(REC) , 十二烷基二甲基苄基溴化铵处理的累托石(12-OREC) 和十六烷基三甲基溴化铵处理的累托石(16-OREC) 以及聚氨酯( TPU) 的表面色散能和表面酸碱性, 分析了REC , 12-OREC , 16-OREC 和TPU 的表面性质与其复合材料微观结构的关系。结果发现: REC 表面色散能较高, 表面酸性较强, 在TPU 基体中的分散性较差; 改性后的12-OREC 、16-OREC 色散能明显降低, 且表面呈一定碱性, 在TPU 中的分散性明显改善; 12-OREC 与TPU 的色散能较接近, 酸碱作用参数较匹配, 在TPU 基体中的分散性更优。