离子交换法制备LDHs纳米复合材料及其影响因素研究

以层状双金属氢氧化物(LDHs)、氯化镁和氯化铝为原料,通过液相非稳态共沉淀法制备MgAl-Cl-LDHs溶胶,通过离子交换引入己基磺酸钠(SHS),制备SHS-LDHs纳米复合材料,研究了混合溶胶pH值、SHS的初始浓度、碳链长度以及LDHs的浓度对材料性能的影响。研究发现,当混合溶液的pH 7.25,LDHs的浓度不大于0.50%,且SHS的浓度高于20 mmol/L时,CH_3(CH_2)_5SO_3~-才能通过离子交换反应进入LDHs层间,得到SHS-LDHs纳米复合材料。     

反应性挤出法合成PLA/LDHs纳米复合材料的性能及聚合反应动力学

以L-丙交酯和水滑石(LDHs)为原料、辛酸亚锡(Sn(Oct)_2)为催化剂,采用反应性挤出法合成了聚乳酸(PLA)/LDHs纳米复合材料,并通过正交试验优化得到最佳工艺条件。结果表明,最佳反应挤出工艺条件为LDHs用量0.4%,Sn(Oct)_2用量2%,螺杆转速20 r/min,反应温度170℃。通过凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等手段对所制PLA/LDHs纳米复合材料进行了分析,结果表明,通过反应性挤出法合成的PLA/LDHs纳米复合材料分子量为38 289 g/mol,且具有α-晶型结构。此外,PLA/LDHs纳米复合材料力学性能测试结果表明,复合材料的力学性能得到显著提升;热重(TG)和差示扫描量热分析(DSC)结果表明,PLA/LDHs纳米复合材料的热稳定性和结晶性能均得到明显改善。反应动力学研究结果显示,PLA0和PLA/LDHs纳米复合材料的表观反应速率常数分别为7.639×10~3和8.496×10~3 g/(mol·min),表明LDHs可以提高PLA的聚合反应速率。     

聚丙烯/水滑石纳米复合材料制备及性能研究

针对聚合物/水滑石(LDH)纳米复合材料传统制备方法中存在的问题,采用球磨改性工艺制备聚丙烯(PP)/LDH纳米复合材料以期改进填充物在基体中的剥离和插层,重点研究了PP/LDH纳米复合材料的结构、力学性能。XRD分析表明,球磨工艺在对LDHs进行有机插层改性的同时实现了PP分子链的插层;所制备的PP/LDHs纳米复合材料其综合力学性能明显优于常规方法制备的复合材料。     

纳米分子筛/氧化铝复合材料的制备与表征

本文采用溶胶-凝胶法由自制的纳米分子筛和氧化铝制备纳米分子筛/Al2O3复合材料,做了制备纳米分子筛/Al2O3复合材料条件实验(如Al2O3凝胶浓度、煅烧温度、纳米分子筛和Al2O3配比等)。纳米分子筛/Al2O3复合材料进行了傅利叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)结构表征。测试了纳米分子筛/Al2O3复合材料的吸水率和吸油性,得出最佳吸水性和吸油性的制备条件。     

稀土镧水滑石纳米复合材料的制备与表征

通过原位聚合法制备聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/Mg-Al-La水滑石(PMBA/Mg-Al-La-LDHs)纳米复合材料,以同样方法合成PMBA/Mg-Al-LDHs纳米复合材料为作为对照,经XRD表征与TEM测试表明,两种复合材料中LDHs是以剥离的形式分散在基体中,TG谱图揭示LDHs纳米层板可有效提高PMBA/LDHs纳米复合材料的热稳定性,将这两种复合材料以2%质量分数的添加量分别加到聚苯乙烯(PS)中,发现它们都能提高PS的力学性能,添加复合材料的PS拉伸强度比纯PS提高了100%。     

一步原位气泡拉伸法制备LDHs/PS纳米复合材料及其力学性能分析

采用一步原位气泡拉伸(ISBS)法制备了水滑石/聚苯乙烯(LDHs/PS)纳米复合材料,研究了ISBS对LHDs的分散情况和复合材料机械性能的影响。结果表明:与双螺杆机械分散法相比,ISBS法可以实现LDHs在PS中纳米级均匀分散;通过双螺杆挤出机消泡处理后,分散开的LDHs没有发生明显的再团聚;相同添加量情况下,一步ISBS法制备的复合材料具有更好的机械性能,在一定添加量范围内,材料的冲击强度和拉伸强度随着添加量的增大而增大,均在LDHs质量分数为5%时达到最大值。     

N-羧甲基壳聚糖/纳米TiO_2复合材料的制备与性能

以壳聚糖、氯乙酸为主要原料合成了N-羧甲基壳聚糖,通过溶胶-凝胶法制备得到了N-羧甲基壳聚糖/纳米TiO_2复合材料。利用红外(IR)、x-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征,并考察了复合材料对亚甲基蓝溶液、亚甲基绿溶液、1,9-二甲基亚甲基蓝的降解性能,探讨了溶液的初始浓度、pH值、复合材料掺杂比及煅烧温度等因素对降解率的影响。实验研究发现,煅烧温度为300℃、掺杂比为2∶5的复合材料在温度30℃下,对初始浓度为8 mg/L,pH=9的3种染料分子溶液的降解效果最好,降解率分别为90.62%、83.75%、95.16%。     

聚合物-层状双氢氧化物纳米复合材料的研究进展

综述了以聚合物为基体的聚合物-层状双氢氧化物(LDHs)纳米复合材料在阻燃材料中应用的研究进展,重点阐述了LDHs的层状结构、改性以及聚合物-LDHs纳米复合材料的制备,并介绍了当前国内外各类关于聚合物-LDHs纳米复合材料的阻燃研究应用,对其今后的发展提出了展望。     

Zn-Al-Ce-LDHs/PP复合材料的制备及性能研究

采用微波晶化低饱和态共沉淀法快速制备了层板上含有稀土铈元素的水滑石(LDHs),并将其应用于聚丙烯(PP)中通过熔融插层法制备了LDHs/PP复合材料。利用红外光谱、X射线衍射和透射电镜对LDHs进行了表征,并研究了LDHs/PP复合材料的阻燃性能和热降解性能。结果表明:当n(Zn2+)/n(Al3+)=3,n(Ce3+)/n(Al3+)=1/2时,所形成的Zn-Al-Ce-LDHs形貌最好,晶体结构最为规整;复合材料的阻燃性能随着Zn-Al-Ce-LDHs用量的增加而提高;当用量同为50%时,Zn-Al-Ce-LDHs/PP复合材料的氧指数达到28%,790℃下的残炭量为33.6%远,高于Mg-Al-LDHs/PP复合材料。     

镍铝层状双金属氢氧化物的亲油改性及其吸油性能

Ni^(2+)与Al^(3+)物质的量比为3∶1,尿素为沉淀剂,通过水热合成技术制备镍铝层状双金属氢氧化物层状材料(Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs)。以Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs为前驱体,分别与Na Cl和十二烷基磺酸钠[CH_3(CH_2)_(11)SO_3Na]进行离子交换反应得到Ni^(2+)-Al^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs新型吸附剂材料。将CH_3(CH_2)_(11)SO_3^-亲油客体负载到Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs层状材料层间,实现镍铝层状双金属氢氧化物的亲油改性。利用Ni^(2+)-Al^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs复合材料对含油污水进行处理,结果表明,镍铝层状双金属氢氧化物亲油改性后增强了LDHs的亲油吸附性能。