双子阳离子表面活性剂改性蒙脱土的制备与表征

合成了新型双子阳离子表面活性剂Gemini-16,并用其对钠基蒙脱土进行改性。红外光谱(FTIR)、热重(TGA)分析表明,Gemini-16已插层到蒙脱土片层间。X射线衍射(XRD)表明,改性后蒙脱土层间距从1.47 nm增加到3.48 nm。分散性实验表明,经Gemini-16改性的蒙脱土在液体石蜡中表现出很好的相容性和分散性,改性效果优于目前常用的CTAB处理效果,更有利于聚合物单体进入蒙脱土层间形成聚合物/蒙脱土纳米复合材料。     

三聚阳离子表面活性剂改性蒙脱土的制备与表征

合成了一种含六氢三嗪的新型三聚季铵盐阳离子表面活性剂T16,以13C NMR和ESI-MS表征其结构,并作为有机插层剂应用于蒙脱土的改性。红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)表明,T16已插层到蒙脱土片层间。X射线粉末衍射(XRD)表明,T16改性后蒙脱土层间距从原来的1.486 nm增加到3.324 nm。沉降实验表明,改性后蒙脱土在苯乙烯和甲苯中形成凝胶体系,表现出很好的相容性和分散性,有利于聚合物或其单体进入蒙脱土层间形成纳米复合材料。     

表面活性剂和硅烷偶联剂有机复合改性蒙脱土的制备及性能表征

为增加蒙脱土与有机物的相容性,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与硅烷偶联剂(KH-560)对蒙脱土进行了有机复合改性。X-射线衍射和红外光谱的结果表明,CTAB已插入蒙脱土片层,平均层间距离从1.54 nm增大到3.98 nm和2.08 nm,而KH-560未插入蒙脱土片层,只是覆盖在蒙脱土表面,未改变蒙脱土的插层结构;分散性实验表明,表面活性剂和硅烷偶联剂有机复合改性的蒙脱土在苯乙烯、液体石蜡中的分散性好于其他改性蒙脱土;有机复合改性不仅增大了蒙脱土层间距,且改善了蒙脱土与聚氯乙烯的界面效果,提高了蒙脱土在聚氯乙烯基体中的分散均匀性,从而使聚氯乙烯/蒙脱土复合材料玻璃化转变温度的提高和力学性能的改善更明显。     

不同钠盐改性蒙脱土的制备及表征

为了后期制备有机改性蒙脱土,利用离子交换法将氯化钠、硫酸钠和碳酸钠三种钠盐表面活性剂插入到天然蒙脱土(MMT)层间,对其进行钠基化处理,并对改性后的蒙脱土结构和性能进行了表征。热重分析(TGA)结果表明,钠盐已成功插层到蒙脱土层间,改性后的蒙脱土热稳定性增强;X-射线衍射分析(XRD)结果表明,改性后的蒙脱土层间距增大,平均层间距分别从0.99 nm增大到1.25、1.23、1.21 nm,其中氯化钠改性效果最好。     

聚乳酸／有机蒙脱土纳米复合材料的制备及结构表征

采用二次插层法制备了CTAB2-Cu1-MMT(依次采用铜离子和十六烷基三甲基溴化铵改性后的蒙脱土),其层间距由1.415 nm扩大到3.244 nm.利用丙交酯和二次插层的蒙脱土采用原位聚合法制备了聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料.采用红外、热分析、粉晶衍射等方法对复合材料进行表征,研究了蒙脱土的加入量对复合材料结构、热稳定性的影响.结果表明:聚乳酸插入到蒙脱土层间,其起始热分解温度由70℃提高到240℃,热稳定性能得到改善.     

新型超分散有机蒙脱土的制备和表征

采用十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,通过先机械搅拌后超声振荡的复合工艺对钠基蒙脱土进行了有机改性,制备了超分散蒙脱土并对其进行了表征.FTIR表明有机插层剂进入蒙脱土层间;XRD结果表明超分散蒙脱土层间距由改性前的1.01 nm增加到3.13 nm;SEM和TEM表明蒙脱土已被剥离成单个片层.粒径分析表明超分散蒙脱土有很好的亲油性和分散性;沉降对比实验说明超分散蒙脱土分散性好,可长时间悬浮在熔融己内酰胺中.     

蒙脱土结构和性质对催化不饱和脂肪酸二聚化反应的影响

钠基蒙脱土经过一次插层有机改性和二次插层有机改性后制得有机改性蒙脱土,作为催化剂用于催化不饱和脂肪酸二聚化反应制备二聚酸。采用XRD、SEM、TEM、FTIR和TG等检测手段对有机改性后蒙脱土的内层结构和性质进行分析。实验表明改性后蒙脱土层间距由1.48 nm扩大到3.82 nm,而且保持原来的夹心结构不变。蒙脱土的表面形貌和内部结构发生改变,表面变得疏松,内部层间距扩大且插层剂含量增加,分散实验表明二次插层有机改性蒙脱土在不饱和脂肪酸中分散性能优异。相同条件下,二次插层有机改性蒙脱土催化不饱和脂肪酸二聚化反应,二聚酸产率75.33%,是未改性蒙脱土催化制得二聚酸产率的2.14倍,并通过FTIR、¹H NMR和LC-MS证实合成的产物为二聚酸。     

蒙脱土结构和性质对催化不饱和脂肪酸二聚化反应的影响

钠基蒙脱土经过一次插层有机改性和二次插层有机改性后制得有机改性蒙脱土,作为催化剂用于催化不饱和脂肪酸二聚化反应制备二聚酸。采用XRD、SEM、TEM、FTIR和TG等检测手段对有机改性后蒙脱土的内层结构和性质进行分析。实验表明改性后蒙脱土层间距由1.48nm扩大到3.82nm,而且保持原来的夹心结构不变。蒙脱土的表面形貌和内部结构发生改变,表面变得疏松,内部层间距扩大且插层剂含量增加,分散实验表明二次插层有机改性蒙脱土在不饱和脂肪酸中分散性能优异。相同条件下,二次插层有机改性蒙脱土催化不饱和脂肪酸二聚化反应,二聚酸产率75.33%,是未改性蒙脱土催化制得二聚酸产率的2.14倍,并通过FTIR、1 H NMR和LC-MS证实合成的产物为二聚酸。     

有机蒙脱土的制备及性能表征

以天然蒙脱土(MMT)为原料,用季铵盐和氨基酸作为有机插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换,优化反应条件(改性时间、温度和搅拌速率),制备出层间距不同的有机蒙脱土,用FT-IR、XRD、TEM及TG对产物进行表征.结果表明,4种有机插层剂都已进入蒙脱土的层间,蒙脱土的层间距由1.25 nm增加到1.82～4.05 nm,其中,以1631-Cl为插层剂,改性时间为4 h,改性温度为80 ℃,搅拌速率为300 r/min时,制得的有机蒙脱土层间距大且晶形良好.     

天然钙蒙脱土的钠化改型和有机化改性

用碳酸钠作为钠化剂对天然钙蒙脱土进行了钠化改型,用CTAC、CTAB、C18三种插层剂分别对钠蒙脱土进行了有机插层改性。对钠化改型前后的蒙脱土进行了XRD、FTIR分析,对有机改性前后的蒙脱土用XRD、SEM、FTIR和TG-DTA等进行了表征和分析。结果表明:钙蒙脱土经钠化改型后,层间距增大,结晶度变差,活性增强;CTAC、CTAB、C18三种改性剂都能使蒙脱土的晶层间距有较大提高,其中,尤以C18改性剂的有机化效果最为显著;蒙脱土有机改性前后外观变化十分显著;有机改性蒙脱土的结构水无明显变化,层间吸附水显著减少,疏水的有机插层剂主要进入蒙脱土层间,大量脱去层间吸附的水分子,对晶体结构本身并无影响。有机改性后,蒙脱土的吸附水与层间水的脱水温度与脱水量均显著降低,有机插层剂的大量插入,改变了原土的亲水性使之变为疏水,并提高了其热稳定性。     

剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)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。采用XRD、FTIR及TEM研究了有机蒙脱土及其在酚醛树脂中的剥离行为,制备了酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其层间剪切性能和烧蚀性能。实验结果表明,经CTAB处理的蒙脱土与酚醛树脂具有良好的相容性,且CTAB的含量较多时所制得的有机蒙脱土的结构较好,根据Bragg方程计算,CTAB用量超过蒙脱土量50%时,蒙脱土的片层间距由原来的1.48 nm增加到2.33 nm;有机蒙脱土用量小于5%时生成完全剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料;与碳布增强酚醛树脂复合材料相比,碳布增强酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能和烧蚀性能均有一定的提高和改善,层间剪切强度随蒙脱土含量的增多而增大,蒙脱土用量为15%时,层间剪切强度提高了27.1%,线烧蚀率在用量为3%时降低了48.5%,质量烧蚀率变化不明显。     

复合插层有机蒙脱土的制备及表征

以钠基蒙脱土、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和己内酰胺为原料,制备了复合插层有机蒙脱土。红外光谱分析(IR)、热重分析(TGA)和X-射线衍射分析(XRD)表明,有机插层剂已进入蒙脱土的层间,CTAB/己内酰胺复合插层有机蒙脱土的层间距大于单阳离子CTAB插层有机蒙脱土的层间距。Molau实验结果表明,这种有机蒙脱土在有机介质中表现出很好的分散性。     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用十二烷基硫酸钠对钠基蒙脱土进行有机改性，将其层间距打开。用FT—IR和XRD进行表征。结果表明：有机插层剂已插层进入蒙脱土层间，然后利用乳液聚合法制备了聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料。DTA和TGA分析表明：与纯聚苯乙烯相比，所得聚苯乙烯／蒙脱土(PS／MMT)纳米复合材料的热性能得到提高。     

Antimicrobial activity and biodegradation behavior of poly(butylene adipate‐co‐terephthalate)/clay nanocomposites

Poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) (PBAT) nanocomposites films are prepared by a solution intercalation process using natural montmorillonite (MMT) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)‐modified montmorillonite (CMMT). Cation exchange technique has been used for modification of MMT by CTAB and characterized by Fourier transform infrared analysis, thermo‐gravimetric analysis, and X‐ray diffraction (XRD) studies. CMMT gives better dispersion in the PBAT matrix than MMT and is confirmed by XRD and transmission electron microscopy. Because of better compatibility of CMMT, water vapor transmission rate of PBAT decreases more in the presence of CMMT than MMT. The biodegradability of PBAT and its nanocomposite films are studied in compost and from the morphological analysis it is apparent that the PBAT/CMMT shows a lower biodegradation rate in comparison to the PBAT/MMT. The antimicrobial activity of PBAT and its nanocomposite films is tested by an inhibition zone method. Because of the presence of the quaternary ammonium group of CTAB‐modified MMT, PBAT/CMMT nanocomposites show adequate antimicrobial activity. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40079.     

Nano‐reactors for controlling the selectivity of the free radical grafting of maleic anhydride onto polypropylene in the melt

This paper reports on a successful application of the concept of nanoreactors to effectively controlling the selectivity of the free radical grafting of maleic anhydride (MAH) onto polypropylene (PP) in the melt, an industrially relevant process. More specifically, a free radical initiator of type ROOR was first confined into (or encapsulated by) the galleries of an organically modified montmorillonite (o‐MMT) whose interdistance was 2.4 nm. Primary free radicals (RO ·) formed inside the o‐MMT galleries had to diffuse out before they could react with the PP backbone. The controlled release of the primary free radicals significantly increased the grafting degree of MAH onto PP and greatly reduced the level of the chain scission of the latter. Those results were better understood by electron spin resonance studies on model systems and by Monte Carlo simulations. POLYM. ENG. SCI. 46:1443–1454, 2006. © 2006 Society of Plastics Engineers.