有机改性蒙脱土的制备及其工艺方法研究

以钠基蒙脱土为原料,用十六烷三甲基溴化铵作有机插层剂对蒙脱土进行有机化处理,制备出层间距不同的有机蒙脱土。并在此基础上,采用低聚物,用机械共混的方法来进一步扩大有机蒙脱土的层间距。用xRD、TEM对产品进行表征。探讨了有机改性的工艺条件及低聚物加入量对有机蒙脱土层间距的影响情况。结果表明,在浓度6％、处理时N90min、温度80℃条件下,蒙脱土有机化效果较好,低聚物的加入量为6％时有机蒙脱土的层间距最大。     

原位插层聚合法制备聚苯乙烯-蒙脱土纳米复合材料

采用双-苯基二甲基十八烷基溴化铵(TBDO)作为有机插层剂对钠基蒙脱土进行了有机化处理，该有机化的蒙脱土粒子在苯乙烯单体中很容易地均匀分散并形成稳定的胶体溶液。通过对分散有蒙脱土的苯乙烯进行自由基聚合制备了聚苯乙烯-蒙脱土纳米复合材料，X射线衍射和透射电镜研究表明形成了原位插层型和部分插层部分剥离型纳米复合材料。该纳米复合材料与同法制备的纯聚苯乙烯相比，具有更高的分子量(M^-w)，较低的玻璃化转变温度(Tg)和优良的热稳定性。     

不同改性蒙脱土对聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料性能的影响

采用四种不同的改性剂对蒙脱土进行处理,在三单体固相接枝聚丙烯作用下,将聚丙烯与四种改性蒙脱土进行复合,制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料,研究了四种复合材料的结构与力学性能.结果表明,经十六烷基三甲基氯化胺或自制的长碳链带有反应基团的不饱和季胺盐改性的蒙脱土与聚丙烯复合可制备性能优良的纳米复合材料,从力学性能来说,十六烷基三甲基氯化铵改性蒙脱土的效果最好.     

EVOH/蒙脱土插层型纳米复合材料的研究

将蒙脱土有机化处理,然后将有机化蒙脱土与乙烯-乙烯醇嵌段共聚物(EVOH)通过Brabender流变仪熔融共混,制得纳米复合材料.通过电子透射显微镜、傅里叶变换红外光谱分析,X射线衍射分析等手段对该复合材料进行了结构测试.结果表明:EVOH可以插入有机化蒙脱土片层间;聚乙烯吡咯烷酮改性蒙脱土被EVOH插开的片层距离比季铵盐改性蒙脱土被EVOH插开的片层距离大;有机化蒙脱土在复合材料中比例越小,复合体系中蒙脱土被插开的片层间距越大;当有机化蒙脱土含量为8%时,形成剥离型纳米复合材料;当有机化蒙脱土含量为15%时,形成插层型纳米复合材料.     

季铵盐改性蒙脱土的制备与表征

采用离子交换法将不同的季铵盐交换到蒙脱土的层间得到改性蒙脱土。以十二烷基二甲基苄基氯(1227)为例,研究了季铵盐离子交换反应的最佳反应条件为:当温度为60℃,时间为6h,1227/CEC的摩尔比为1.5∶1.0时,1227的交换率为82.65%。在相同的条件下,其它的单季铵盐的交换率也均大于80%。其中1431的交换率达到99.75%。热重分析(TG)、X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)的结果表明季铵盐已经插入蒙脱土的层间,且季铵盐的热稳定性明显提高。     

聚丙烯酰胺纳米复合材料的合成与溶液特性

用长链烷基季铵盐处理蒙脱土进行插层反应得到有机蒙脱土及中间相,然后与丙烯酰胺水溶液聚合,经原位插层复合反应制备聚丙烯酰胺纳米复合材料.优化聚合条件为:单体质量分数25%,氧化剂、还原剂均占单体质量分数0.08%,偶氮引发剂占单体质量分数0.05%,无机中间体含量1.0%,所得产物分子量850万.耐温抗盐实验结果表明,聚...     

蒙脱土填充补强丁苯橡胶及对橡胶硫化特性的影响

以十八烷基三甲基溴化铵为插层处理剂改性蒙脱土。分别采用有机蒙脱土(C₁₈-MMT) 和Na-蒙脱土(Na-MMT) 填充补强丁苯橡胶, 用XRD 和TEM 对复合材料的结构进行表征。结果表明: 蒙脱土在橡胶基体中的分散取决于蒙脱土的亲油性, 亲油性越强, 蒙脱土的片层在橡胶中的分散越均匀, 完全有机化处理的蒙脱土能够被剥离成厚度为20 nm 左右的片层并均匀分散在橡胶基体中。蒙脱土的存在对橡胶的硫化反应有一定的影响, 有机蒙脱土对橡胶硫化反应有催化作用, 但不改变硫化反应的活化能; Na-蒙脱土片层阻碍了橡胶的硫化交联, 使交联反应对温度的敏感性降低, 导致表观活化能减小。有机蒙脱土填充补强丁苯橡胶, 由于提高了橡胶的交联密度, 同时有机蒙脱土具有高比表面积和滑移性, 大大提高了橡胶的机械性能, 其拉伸强度和300 %定伸应力与炭黑N330 补强橡胶相当, 而断裂伸长率较炭黑补强橡胶有大幅度的提高, 在替代炭黑作为橡胶的补强剂方面具有广泛的应用前景。      

蒙脱土/聚丙烯酸高吸水性树脂的合成

用烷基季铵盐对钠基蒙脱土进行插层处理, 使其成为有机蒙脱土(OMMT) , 采用插层法制备蒙脱土/ 聚丙烯酸高吸水性树脂。通过傅立叶变换红外( FTIR) 和X 射线衍射(XRD) 等手段表征其结构。研究了有机蒙脱土、引发剂、交联剂用量以及材料粒径对复合材料吸(盐) 水率的影响。结果表明, 通过插层可使丙烯酸插入蒙脱土片层中发生聚合, 使蒙脱土片层剥离, 达到纳米级分散。所制备树脂的吸水率较聚丙烯酸树脂有很大提高, 其吸蒸馏水和生理盐水( wNaCl = 0. 009) 能力分别达到1200 g·g-1和121 g·g-1 。      

有机蒙脱土催化高性能环氧纳米复合材料固化反应的研究

以十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)和月桂胺(1200)处理的蒙脱土MMT(分别记做MMT1227MMT1200)为研究对象,利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分别对有机MMT及其纳米复合材料的结构进行了表征,并通过旋转粘度计和DSC初步探讨了有机MMT对高性能环氧/DDS的催化作用.结果发现:有机蒙脱土的催化作用并不受处理剂中酸性质子的影响,季铵盐和含有酸性质子的胺盐处理的哪MMT对体系的固化反应都具有良好的催化作用,并都可形成解离型纳米复合材料;随着固化温度的升高,蒙脱土片层内外月桂胺的NH2质子将参与环氧树脂的交联固化反应,但并不影响其催化作用;在整个动态升温固化过程中,有机蒙脱土体系的反应转化率都高于纯环氧的和未处理MMT体系的.     

层间引发聚合法制备EA/α-ZrP光固化纳米复合材料及其结构表征

以4-溴甲基二苯甲酮与二甲基正十二胺反应合成的新型长链季铵盐光引发剂苯甲酰苄基二甲氨基十二烷基溴化铵(BDDB),进行插层修饰α-ZrP,通过层间引发聚合的方法光固化制备EA/α-ZrP纳米复合材料.XRD和TEM分析结果表明,α-ZrP片层在光固化复合材料中已得到插层和部分剥离;力学性能测试结果表明,EA/α-ZrP光固化纳米材料的拉伸强度、弹性模量及断裂伸长率得到了显著提高.     

蒙脱土插层纳米复合材料改性涂料研究

采用双子季铵盐（GeminiC1）6表面活性剂和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）表面活性剂分别与钠基蒙脱土（Na-MMT）进行阳离子交换后,制备了新的有机蒙脱土（GeminiC16-MMT和CTAB-MMT）,通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等对有机蒙脱土进行表征并对其分散性做了测试。又用蒙脱土插层纳米复合材料改性水性涂料,并进行了性能测试表征,结果显示,经改性涂料的性能均有不同程度的提高。     

钠基蒙脱土的有机改性及其表征

为了改善蒙脱土的层间结构,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)对钠基蒙脱土进行有机插层改性,并且考察了有机阳离子种类、反应温度、pH值及有机阳离子加入量对插层效果的影响。使用X射线衍射仪 (XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对样品进行了系统的分析。结果表明,OTAC插层效果比CTAB好,适宜的改性温度为80℃,在一定的范围内,pH的减小有利于插层,有机阳离子加入量为2倍于阳离子交换容量(CEC)时插层效果最理想。在此条件下,成功制备了有序高层间距纳米有机蒙脱土,晶面间距达到4.12 nm,甚至有部分片层剥离。     

Antimicrobial and antifungal agents derived from clay minerals

A silver chelate of 2-(4-thiazolyl)-benzimidazole, dodecyltrimethylammonium cation and hexadecylpyridinium cation have been intercalated between montmorillonite, and the resulting samples were subjected to examination of their thermostabilities by thermogravimetry and carbon dioxide evolution analysis up to 500 °C in air. The degradation behaviour of the intercalant was significantly changed by intercalating between the montmorillonite layers. Two quaternary ammonium cations were released from the montmorillonite both at the same temperature, which was higher than those for the quaternary ammonium cations themselves. This relation was also observed in the case of 2-(4-thiazolyl)-benzimidazole. The improvement of the thermostability after intercalation can be attributed to the bonding between the intercalant and the host montmorillonite layers.     

含季鏻阳离子的抗菌改性蒙脱土的制备及表征

采用离子交换法将十六烷基三苯基插入到钠基蒙脱土的层间得到4种不同季鏻阳离子含量的改性蒙脱土,通过热重分析（TGA）、X射线衍射法（XRD）和扫描电镜（SEM）表征了结构,并测试了其Zeta电位和抗菌活性. 发现4种改性蒙脱土中季鏻阳离子的热分解起始温度都高于230℃,具有较好的热稳定性. 并且随着改性蒙脱土中季鏻阳离子含量的增加,其层间距变大、Zeta电位升高、抗菌活性增强. 钠基蒙脱土为片状结构,粒子之间相互缠绕在一起,而改性蒙脱土显示不规则形状. 对季鏻阳离子含量为23.55wt%的QPC/MMT 3样品,其对大肠杆菌（E.coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的最低抑菌浓度（MICs）分别为1.2和0.1g/L;与细菌接触24h后,1.0g/L的样品可杀死99.9%以上的E.coli,0.1g/L的样品可杀死所有的S.aureus. QPC/MMT 3还具有较好的耐水性能.     

Influence of clay incorporation on the physical properties of polyethylene/Brazilian clay nanocomposites

High density polyethylene/Brazilian clay nanocomposites were prepared by the melt intercalation technique. A montmorillonite sample from Boa Vista/PB, Northeast of Brazil, was organically modified with esthearildimethylammonium chloride (Praepagen WB) quaternary ammonium salt. The unmodified and modified clays with the quaternary ammonium salt were introduced in 1, 2, 3 and 5 wt% in a PE polymer matrix. The dispersion analysis and the interlayer distance of the clay particles were obtained by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The mechanical properties of tensile and the flammability of the nanocomposites were studied. In general, the mechanical properties of the systems presented superior values compared to the matrix. The systems showed a reduction on the burning rate, indicating that the flammability resistance of nanocomposites was improved.     

Synthesis,characterization and dielectric properties of polynorbornadiene–clay nanocomposites by ROMP using intercalated Ruthenium catalyst

Polynorbornadiene clay nanocomposites were prepared for the first time by the ring opening metathesis polymerization (ROMP) using modified montmorillonite and polynorbornadiene the latter of which is used commonly in electric–electronic industry. The Na–MMT clay was modified by a quaternary ammonium salt containing Ruthenium complex as a suitable catalyst and intercalant as well. The norbornadiene monomers were polymerized within the modified montmorillonite layers by in-situ polymerization method in different clay loading degrees. Intercalation ability of the Ru catalyst and partially exfoliated nanocomposite structure were proved by powder X-ray Diffraction (XRD) Spectroscopy and Transmission Electron Microscopy (TEM) methods. The nanocomposite materials with high thermal degradation temperature and low dielectric constant compared to the pure polynorbornadiene were obtained. The dielectric constants decreased with the increase of the clay content.     

蒙脱土有机改性对丁基橡胶复合材料微观结构与性能的影响

采用季铵盐有机改性蒙脱土(OMMT)与丁基橡胶(IIR)机械共混和硫化制备成复合材料。研究了蒙脱土有机改性前后对复合材料的微观结构、力学和芥子气防护性能的影响。透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)显示IIR/OMMT复合材料为插层型纳米复合材料,而IIR/MMT为未插层的微米复合材料。复合材料的微观结构和填料的界面活性对其力学性能影响重大,IIR/OMMT复合材料的力学性能明显优于IIR/MMT复合材料的力学性能。添加有机或无机蒙脱土都可使芥子气在丁基橡胶中的扩散系数显著降低。而芥子气在IIR/OMMT中的扩散系数更低,这显示出IIR/OMMT复合材料的芥子气防护性能更加优异。     

Preparation of inorganic–organic pillared montmorillonite using ultrasonic treatment

Montmorillonite (Mt) is a clay mineral with expandable layer structure. Mesoporous pillared montmorillonite can be prepared by introducing gallery templates, such as simple metal cations, quaternary ammonium cations, long chain amines, and hydroxyed inorganic metal ions. In this paper, inorganic–organic pillared montmorillonite intercalated by aluminium and alkyl ammonium chloridize (HDTMA–Cl) was successfully prepared by ultrasonic treatment, and the physicochemical properties of the materials were systematically characterized by XRD, FT-IR, SEM and TEM techniques. The d₀₀₁ basal spacings and microstructures of Mt–Al–HDTMA were characterized by XRD. The function group, crystal surface morphology, structural and chemical analysis of Mt–Al–HDTMA were measured by FT-IR, SEM, TEM and EDX. The results indicated that ultrasonic method might accelerate the diffusion of the intercalating species, which enhanced the textural properties and the morphologies. The results also suggested that aluminium and HDTMA–Cl reagent entered the interlayer of Mt, and that the crystal structure of the final Mt was preserved.     

阴-非离子型有机蒙脱石粉体的制备和表征

用阴离子表面活性剂硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠分别与非离子表面活性剂曲拉通100组合,制备阴-非离子型有机蒙脱石粉体。通过X射线粉晶衍射分析,研究阴-非离子型有机蒙脱石粉体的制备、阴离子表面活性剂种类和蒙脱石类型对蒙脱石改性效果的影响。结果表明,3种阴离子表面活性剂均能进入蒙脱石层间,得到层间距分别为5.65、4.29、3.73 nm的阴-非离子型有机蒙脱石。用阴-非离子表面活性剂改性不同类型蒙脱石的研究结果表明,蒙脱石的膨胀容明显影响阴-非离子型改性剂改性蒙脱石的效果,并呈规律性变化,蒙脱石的膨胀容值越大,改性效果越好。     

蒙脱石有机插层复合物的制备及XRD分析

以辽宁某地钙基蒙脱石为原料,经碳酸钠钠化改型后,用十六烷基三甲基溴化铵作插层剂对其进行有机插层处理,考察插层剂的最佳用量。采用XRD技术对所研制的蒙脱石有机插层复合物进行分析,结果表明,插层剂用量为120%mmol/100gCEC时所制备的蒙脱石有机插层复合物的插层效果最好。