固化剂类型与固化条件对环氧/粘土纳米复合材料插层剥离行为的影响

本文作者选用了5种不同类型的胺类固化剂:二乙烯三胺(DETA),二氨基二苯基甲烷(DDM),2.4.6三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30),增韧改性胺和低温固化改性胺。考察了固化剂类型,固化温度和时间对环氧树脂/粘土纳米复合材料插层剥离行为的影响。固化程度和粘土层间距分别采用FT-IR和XRD,TEM检测。结果表明:环氧/粘土的插层与剥离行为与所选用的五种固化剂类型关系不大,而主要取决于固化工艺参数。在合适的固化条件下,当环氧树脂在粘土层间的固化速度大于层外固化速度,达到基本固化时,就能实现粘土的剥离,得到环氧/粘土纳米复合材料。     

桐油酸酐固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究

通过阳离子交换的方法将蒙脱土进行有机化处理，使蒙脱土由亲水性变成亲油性且层间距扩大，采用浇模固化成型法制备环氧树脂／桐油酸酐／蒙脱土纳米复合材料，并用XRD，DMTA等手段研究有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为，研究发现，加入桐油酸酐固化剂后，粘土被剥离而得到剥离型的纳米复合材料，而且工艺条件的变化并不明显改变剥离的效果，DMTA测试表明桐油酸酐固化的环氧树脂的玻璃化转变温度随着粘土的加入而降低。     

环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备与性能研究

研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层和剥离行为,制备了两种环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其力学性能。实验结果表明,环氧树脂与有机土的相容性好,二者混合时环氧树脂很容易插入到粘土层间。使用经不同有机阳离子处理的两种有机蒙脱土,分别制得插层型和剥离型环氧/粘土纳米复合材料,力学性能结果表明,剥离型纳米复合材料的性能优于同组成的插层型纳米复合材料。     

无规剥离结构环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及剥离机理

用质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)通过阳离子交换反应对原始粘土进行修饰,采用一种与新的制备方法——"湿粘土加入法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。透射电镜(TEM)观察显示,粘土片层以3-5片为聚集单元均匀、无规地分布在整个环氧树脂的基体中,呈现高度、无规剥离形态。利用X射线衍射(XRD)跟踪了粘土片层在复合材料制备过程各阶段的分散状况,初步阐明了粘土片层在环氧树脂中的剥离机理:粘土片层在固化反应之前已经实现了在环氧预聚体中的剥离。有机改性剂带有的亲水基团及能与环氧树脂反应的叔胺基对形成剥离结构纳米复合材料有决定性作用。     

反应型有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料热/机械性能的影响

使带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应,合成了反应型粘土有机修饰剂溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)和溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。用这两种修饰剂改性粘土,分别制备出具有相同反应官能团但与环氧树脂的相容性略有不同的两种有机化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤浆复合法”制备出两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究了两种反应型有机修饰剂对纳米复合材料的结构和性能的影响。结果表明：带有羟基的E-Clay以高度无规剥离形式均匀分布在环氧树脂基体中;而B-Clay则形成了无规剥离/插层混合结构。两种粘土均参与固化反应在环氧树脂基体和粘土片层间产生了较强的界面作用力,从而显著提高了纳米复合材料的拉伸强度。粘土质量分数为3%的两种纳米复合材料,其拉伸强度分别达到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了76.47%和52.51%。同时,这两种纳米复合材料的玻璃化转变温度(T_g)也略有提高。     

有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料结构的影响EI北大核心CSCD

分别用质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(HDMP30)、质子化的十八胺(HODA)及氯化胆碱(CC)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,通过"粘土淤浆复合法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。采用透射电镜及X射线衍射研究了"粘土淤浆复合法"工艺中有机修饰剂的种类对环氧树脂/粘土纳米复合材料微观结构的影响。结果表明,憎水性的HODA改性粘土所制备的纳米复合材料只能形成插层结构;带有亲水基团羟基的CC改性粘土为剥离与插层混合型结构;而既带有亲水基团又与环氧预聚体有良好相容性的HDMP30改性的粘土则可形成高度无规剥离结构。阐明了3种不同类型有机修饰剂改性粘土所导致的不同微观结构形成的机理。     

有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料结构的影响

分别用质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(HDMP30)、质子化的十八胺(HODA)及氯化胆碱(CC)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,通过"粘土淤浆复合法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。采用透射电镜及X射线衍射研究了"粘土淤浆复合法"工艺中有机修饰剂的种类对环氧树脂/粘土纳米复合材料微观结构的影响。结果表明,憎水性的HODA改性粘土所制备的纳米复合材料只能形成插层结构;带有亲水基团羟基的CC改性粘土为剥离与插层混合型结构;而既带有亲水基团又与环氧预聚体有良好相容性的HDMP30改性的粘土则可形成高度无规剥离结构。阐明了3种不同类型有机修饰剂改性粘土所导致的不同微观结构形成的机理。     

剥离型环氧树脂/粘土纳米复合材料热/力学性能

以质子化的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)作为有机修饰剂对原始粘土进行改性,采用"粘土-丙酮淤浆复合法"合成了环氧树脂/粘土纳米复合材料。透射电镜观察显示粘土片层以3~5片为聚集单元均匀、无规地分布在整个环氧树脂的基体中,呈现高度、无规剥离形态。差示扫描量热测试表明粘土质量分数为3%时的环氧树脂/粘土纳米复合材料的Tg提高了10℃,这归咎于无规剥离结构及粘土片层与环氧树脂基体间较强的界面作用力。弯曲试验揭示,室温条件下纳米复合材料的弯曲强度随着粘土含量的增加而呈缓慢下降趋势;而在80℃时,弯曲强度则随粘土的加入而显著增加。     

胺类固化剂-插层剂体系对粘土在环氧树脂中剥离的影响

在对胺类固化剂-插层剂体系分析的基础上,选定叔胺类固化剂(BDMA)-Bronsted酸类插层剂(CH3(CH2)11NH3Cl)体系,制得了环氧树脂/粘土纳米复合材料,复合材料的XRD分析表明粘土在环氧树脂中已经剥离.结合有关研究成果,得出以下结论:在其他条件合适的情况下,只要插层剂为Bronsted酸类或者固化剂为叔胺类,就能得到剥离型的环氧树脂/粘土纳米复合材料.     

紫外光固化环氧丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料的合成与表征

利用插层聚合合成了环氧丙烯酸酯／蒙脱土复合光固化树脂，并采用紫外光固化制备了环氧丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料．用XRD、DSC对光固化过程中蒙脱土的插层和剥离行为进行了研究，并用FT-IR研究了蒙脱土对环氧-丙烯酸酯体系光固化速率的影响。力学试验证实，光固化后的环氧丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料冲击与弯曲强度比原本体树脂分别提高了54％和10％．     

环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备及性能

本文对环氧树脂 粘土纳米复合材料的制备方法及影响粘土在环氧树脂基体中剥离程度的主要因素进行了综述 ,并介绍了该材料的性能及其发展趋势     

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

采用阳离子交换的方法对蒙脱土进行了有机化处理,使蒙脱土由亲水性变成亲油性,并且使其层间距由原来的1.2nm扩大到2.2nm.采用X-射线衍射仪研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为,制备了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其性能.实验结果表明,环氧树脂与有机蒙脱土的相容性好,蒙脱土在环氧树脂中完全剥离;环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、热性能以及阻隔性能与纯环氧树脂固化物相比均有不同程度的提高和改善.     

Preparation,microstructure and thermal mechanical properties of epoxy/crude clay nanocomposites

To improve the performance/cost ratio of epoxy/clay nanocomposites, epoxy resin was reinforced with crude clay with the help of a silane modifier. The epoxy/crude clay nanocomposites were produced through a recently developed “slurry compounding” approach. The microstructure of the nanocomposites was characterized with X-ray diffraction (XRD), optical microscopy and transmission electron microscopy (TEM). The thermal mechanical properties were studied with dynamic mechanical analysis (DMA) and thermogravimetric analysis (TGA). It has been shown that only 5 wt% of silane modifier is required to facilitate the dispersion and exfoliation of crude clay in epoxy matrix. The storage moduli and thermal stability were improved with the addition of crude clay.     

环氧/粘土纳米复合材料插层/解离行为的研究进展

从环氧树脂/粘土纳米复合材料的结构类型、制备方法以及影响粘土在环氧树脂中插层/解离的因素(烷基铵改性剂、粘土特性、固化剂、固化工艺)、粘土插层/解离的热力学和动力学等方面对环氧树脂基纳米复合材料的研究进展进行了较为深入而详尽的综述.     

Influence of the structure of a modifier layer on the compatibility of polymers with a modified montmorillonite

The dependence of the compatibility of a modified montmorillonite with different-polarity polymers on the structure of a modifier layer formed on the montmorillonite surface has been investigated. It is shown that the layers forming an ordered structure in the interplane spaces of the clay do not provide an exfoliation of the silicate plates of the clay or a significant intercalation of polymer chains into the interlayer space of the montmorillonite. An optimum structure of a modifier layer, providing a significant intercalation of polymer chains into the interlayer spaces of the montmorillonite and an exfoliation of the clay in its compounds with a maleinized polypropylene, obtained by mixing in a melt, has been determined. __________ Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 78, No. 5, pp. 35–40, September–October, 2005.     

An experimental study on clay/epoxy nanocomposites produced in a centrifuge

This paper presents a study on the effect of processing variables on the mechanical properties of clay/epoxy nanocomposites produced in a centrifuge. Several experiments were conducted including different types of clay with varying processing conditions such as centrifuge rotor speed and curing temperature. The effects of these variables on the mechanical properties of nanocomposites were then studied. In order to fully understand the experimental results, a TEM was used to investigate the effect of abovementioned variables on microstructure and intercalation/exfoliation of clay/epoxy nanocomposites. The results from this work could be used to determine the best processing window to obtain appropriate levels of strength, stiffness and energy to failure in clay/epoxy nanocomposites.