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。     

超声波原位插层制备硅树脂/蒙脱土纳米复合材料

采用超声波技术,原位插层聚合法制备了甲基苯基硅树脂/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)研究了复合材料内部结构以及超声波时间对蒙脱土分散性影响。结果表明,蒙脱土片层间距随着超声波时间延长而增加,当超声波时间短于20min时,有机蒙脱土片层以有序的插层型存在,形成插层型的聚合物/蒙脱土纳米复合材料(PLSN);超声波时间长于30min时,有机蒙脱土片层被剥离,无序地分散在硅树脂基体中,形成剥离型的聚合物/蒙脱土纳米复合材料。     

蒙脱土/PE/PVC三元纳米复合材料的制备与结构性能研究

钠基蒙脱土（Na-Mont）预先负载小分子单体丙烯酰胺和引发剂过氧化二异丙苯，发现经处理的蒙脱土（AM-Mont）层间距增大.将负载有丙烯酰胺和过氧化二异丙苯的蒙脱土与PE/PVC在双辊上混合，通过双辊的剪切作用进行插层复合.用FT-IR、XRD等测试方法对复合材料进行表征，表明蒙脱土/PE/PVC三元纳米复合材料是插层型纳米复合材料。     

MC尼龙蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

在超声条件下以KH550硅烷偶联剂插层蒙脱土,采用阴离子聚合反应制备MC尼龙蒙脱土纳米复合材料(MMT/PA),并对改性蒙脱土和纳米复合材料的结构进行表征与性能测试。结果表明,在超声分散条件下KH-550硅烷偶联剂进入蒙脱土的片层间,增大层间距;聚合过程中己内酰胺进入蒙脱土的片层间,实现蒙脱土与己内酰胺的键性结合,并使得最终尼龙分子插层进入蒙脱土的片层间形成纳米复合材料。蒙脱土以部分剥离的多片层聚集体均匀地分散在尼龙基体中,起到增强增韧作用,当蒙脱土含量在3%左右时纳米复合材料的力学性能达到最优。     

原位插层聚合尼龙6/超分散有机蒙脱土剥离型纳米复合材料的结构和性能

采用原位插层聚合法制备了尼龙6/蒙脱土剥离型纳米复合材料,讨论了超分散有机蒙脱土的用量对复合材料性能的影响,用动态力学分析(DMA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段研究了纳米复合材料的结构和性能。结果表明,有机蒙脱土加入量为3%(质量分数,下同)时,复合材料综合性能最佳;有机蒙脱土的加入大大提高了尼龙6的综合性能,并提高了尼龙6的储能模量和玻璃化温度。有机蒙脱土在尼龙6基体中有良好的分散性和相容性,蒙脱土片层被完全剥离,在尼龙6基体中实现了纳米级分散。     

原位聚合尼龙6／蒙脱土纳米复合材料的结晶行为

本文用原位聚合的方法制备了尼龙6／蒙脱土纳米复合材料,通过高速离心沉降实验和XRD表征了蒙脱土在复合材料中的剥离程度和分散状态;采用解偏振光强度法研究了复舍材料的等温结晶过程,并用偏光显微镜观察了其结晶形态;通过DSC研究了复舍材料的非等温结晶动力学,并用Kissinger法计算了复舍材料的结晶活化能。结果表明,蒙脱土在复合材料中完全剥离,以纳米片层的形式均匀分散在基体尼龙6中,蒙脱土的纳米片层对基体的结晶过程起异相成核作用;在蒙脱土的含量较低时,复合材料的结晶速率明显提高,但当蒙脱土的含量较高时,由于蒙脱土纳米片层对结晶生长的阻碍作用占主导地位,复舍材料的结晶速率有所下降,复合材料的结晶活化能也表现出类似的行为。     

溶液剥离-吸附法制备高分子纳米复合材料

采用溶液剥离-吸附法制备了乙烯基聚合物/改性蒙脱土(VP/C-MM T)高分子纳米复合材料。X射线衍射检测结果表明,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性蒙脱土的层间距由1.2916 nm增加到1.9620 nm,与乙烯基聚合物(VP)复合后,蒙脱土的d(001)峰消失;透射电镜对纳米复合材料成膜物的检测结果表明,蒙脱土在VP基体中以片层形式分散,说明VP/C-MM T为剥离型纳米复合材料。示差扫描量热检测结果表明,蒙脱土的存在可以较好地提高聚合物的热稳定性。通过建立CTAB与蒙脱土插层的理论模型,解释了VP与C-MM T未发生相分离的原因。     

熔融插层法制备PET/蒙脱土纳米复合材料及其性能的研究

采用熔融插层法制备PET/蒙脱土纳米复合材料.对制备的PET/蒙脱土纳米复合材料进行表征和研究,通过XRD分析了PET基体中蒙脱土片层的插层情况,发现达到预期效果;试验数据表明:有机蒙脱土使复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,拉伸模量和弯曲模量上升;随着有机蒙脱土含量的增加,复合材料的阻隔性能得到提高.     

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。     

聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制务、结构与性能

首次将插层纳米复合技术与互穿聚合物网络（IPN）技术相结合,通过同步插层聚合法制备了聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯/有机蒙脱土（PU/PMMA/OMMT）纳米复合材料.XRD、SEM、TGA等研究表明,在聚氨酯/有机蒙脱土（PU/OMMT）体系中蒙脱土以40～700 nm的团聚体不均匀地分散在聚氨酯基体中,且部分蒙脱土被插层,其层间距增加了0.95nm,体系为插层型纳米复合材料.PU/PMMA/OMMT体系中蒙脱土以20～80nm的粒子分布于聚合物基体中,且蒙脱土的插层效果显著,是PU/OMMT体系的2.5倍,形成了插层型纳米复合材料.同时,蒙脱土的加入使得聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯的互穿聚合物网络（PU/PMMA-IPN）体系中PU相与PMMA相间相分离更明显,塑性相畴粒子尺寸显著增加,且各相中两组分相互作用加强,分布更均匀.PU/PMMA/OMMT纳米复合材料的热稳定性高于其他材料.同时对其力学性能进行了研究,发现其力学性能明显优于聚氨酯、基于聚氨酯和PU/PMMA-IPN和PU/OMMT纳米复合材料.     

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。     

Intercalation behavior and enhanced dewaterability of waste sludge of cationic polyacrylamide/montmorillonite composite synthesized via in situ intercalation polymerization

Montmorillonite was rendered organophilic with acryloxyethyl dodecyl dimethyl ammonium bromide (denoted as OMMT-AD), and a series of cationic polyacrylamide (CPAM)/OMMT-AD composites were synthesized via an in situ intercalation polymerization. It was found that with increasing AD content, the interlayer spacing of OMMT and the thickness of the intercalated AD chains increased, and the saturation content of AD molecules in the MMT layers was 2.0 CEC. Some orderly structures of AD molecules formed between the MMT layers, and MMT was proposed to present lateral-monolayer, lateral-bilayer and paraffin-type monolayer conformations in the confined space of MMT. The cationic degree and reduced viscosity of the CPAM/OMMT-AD composites decreased with the increase of the OMMT-AD content. The strong intermolecular interaction appeared between the CPAM and the OMMT-AD, and the OMMT-AD platelets dispersed well with an exfoliated state in CPAM matrix as indicated by X-ray diffraction analysis and TEM observation. Compared with solution intercalation, the composites prepared by in situ intercalation polymerization had better stability and dispersion of MMT in the CPAM matrix. The dewaterability of the waste sludge was improved by using CPAM/OMMT-AD composites.     

聚对苯二甲酸丁二醇酯/蒙脱土纳米复合材料的结晶结构与流变行为

采用熔融插层法制备了PBT／MMT纳米复合材料。XRD、TEM等表征结果说明，PBT／MMT体系为部分剥离的插层型纳米复合材料；MMT的加入并未改变基体PBT的口型晶体结构，但起到明显的成核作用，使PBT微晶尺寸变小；复合材料的流变学研究表明，复合体系具有剪切变稀的特性，其趋势明显强于基体。较低温度下，当MMT的质量分数超过3％时，随剪切作用增强，熔体中分散的MMT晶粒形成的三维逾渗网络结构遭到破坏，体系表现为很强的剪切敏感；相同温度较高剪切作用下，复合材料表现黏度小于基体，有利于成型加工。     

一种多功能有机蒙脱土-纳米TiO2/环氧树脂复合材料

将有机蒙脱土（O-MMT）和纳米TiO₂共同复合到环氧树脂中,成功地制备出了一种高性能多功能O-MMT-纳米TiO₂/环氧树脂复合材料。由XRD检测结果和TEM观察结果证实,由于利用了O-MMT、纳米TiO₂与环氧树脂间的相互作用,蒙脱土（MMT）层被高度剥离,所得的二维MMT纳米单片与零维纳米TiO₂颗粒交错分布于树脂基体中。力学性能测试、热分析和耐沾污性试验表明,O-MMT-纳米TiO₂/环氧树脂复合材料的多项性能都比纯环氧树脂有大幅提高。     

苯乙烯-丙烯酸丁酯/蒙脱土纳米复合材料的阻燃性

以乳液插层聚合法合成苯乙烯-丙烯酸丁酯／蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射结果表明，聚合物能够有效地插层到经过有机化处理的蒙脱土层间，且蒙脱土片层可以均匀地分散在苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中。TGA分析表明，苯乙烯-丙烯酸丁酯／有机蒙脱土纳米复合材料的热稳定性有所提高．锥形量热仪测试和研究表明。复合材料的燃烧性能，包括热释放速率和质量损失，在蒙脱土含量为2％时，效果最好。     

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。     

药物控、缓释体系的缓释同步性研究

通过插层技术合成了醋酸洗必泰-盐酸特比萘芬/蒙脱土(CA-TBNF/MMT)药物控、缓释纳米中间体,利用XRD对其结构进行了表征,结果表明CA-TBNF已进入MMT层间,层间距变化明显。最小抑菌浓度与缓释浓度匹配,从层间解析出的CA与TB-NF在协同作用下对细菌和真菌都有较好的杀菌效果。实验证明两种药物可实现同步缓释。     

HDPE-g-MAH-St/SMA-MMT纳米复合材料的制备与表征

采用反应挤出的方式,首先对非极性的高密度聚乙烯进行共接枝改性,得到聚乙烯的接枝物;采用溶液本体聚合法将马来酸酐和苯乙烯在蒙脱土丙酮混合浊液中共聚,制得SM A/MM T核/壳复合改性材料。然后将其与改性后的HDPE熔融插层,得到分散效果良好的纳米复合材料。用FT-IR对接枝物进行了验证,并用XRD,TEM对复合体系的插层效果进行了分析和表征,用DSC对其结晶性能进行了研究。     

有机蒙脱土/聚氨酯弹性体复合材料的微观形貌及力学性能

以十八烷基三甲基氯化铵（OTAC）为改性剂,通过离子交换法改性钠基蒙脱土（MMT）制得有机蒙脱土（OMMT）;以聚丙二醇（PPG）和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为单体,1,4-丁二醇（BDO）为扩链剂,合成聚氨酯弹性体（PUE）基体;并采用预聚体法制备了OMMT/PUE复合材料。FTIR和XRD测试结果表明:OMMT在2 921 cm-1和1 469 cm-1处出现-CH₂吸收峰,表明OTAC分子链成功插入到OMMT片层,由OMMT的耐热性推算OTAC的插层量为24%,且OMMT的层间距较MMT增加了0.7 nm。OMMT/PUE复合材料的SEM和XRD结果显示:适量的OMMT在PUE基体中均匀分散,且以完全剥离的形式存在,其主要原因是:一方面由于OTAC分子与PUE软链间存在较强的作用,另一方面OMMT表面活性基团与基体间也存在一定的界面作用,两种作用均有利于提高OMMT/PUE复合材料的力学性能。力学性能测试结果表明:当OMMT的含量为3wt%时,OMMT/PUE复合材料的拉伸强度、扯断伸长率及断裂拉伸强度比PUE分别提高了37%、28%和34%,力学性能得到明显改善。