聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

综述了插层法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的原理，方法和途径，并对聚合物/蒙脱土纳米复合材料的微观结构的表征方法作了介绍。指出目前在插层制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究中所存在的一些问题。     

有机蒙脱土的制备与表征

用长链季铵盐对蒙脱土进行交换反应,季铵盐嵌入到蒙脱土的层间。研究了季铵盐的种类、反应时间、反应配比及反应温度对交换反应的影响。用ＩＲ、ＸＲＤ和ＴＧ等测试手段对改性蒙脱土进行表征与测试。用旋转粘度计对改性蒙脱土在二甲苯溶剂中的流变行为进行了研究,改性蒙脱土能在甲苯中实现膨润     

改性条件对蒙脱土结构的影响

采用机械化学法对蒙脱土进行了有机改性,并对改性土进行了机械研磨,研究了钠化、有机改性剂用量以及机械研磨对蒙脱土结构的影响,对产物进行了XRD和TEM表征。结果表明,钠化改变了蒙脱土的层间力和有序排布,导致层间有物质填充和片层弯曲变形;增大有机插层改性剂用量,蒙脱土的各片层会不均匀扩展;机械研磨对原土和钠化土片层结构影响不大;蒙脱土有机插层改性后,短时间机械研磨有助于提高其片层结构的规整性,研磨时间过长会逐渐破坏片层排布,研磨180 min后片层部分剥离。     

有机改性蒙脱土对苯酚的吸附性能研究

通过离子交换的方法用季铵盐对蒙脱土进行有机改性,并采用静态吸附试验考察了有机改性蒙脱土对废水中苯酚的吸附性能。结果表明在有机改性蒙脱土的用量为2 g/L,吸附时间为30 min,吸附温度为60℃,苯酚初始质量浓度为250 mg/L的条件下,改性蒙脱土对苯酚的去除率可达78%。有机改性蒙脱土对苯酚的吸附过程可以通过伪一级动力学方程进行描述。     

改性蒙脱土对废水溶液中Cu(Ⅱ)的吸附研究

采用钠基蒙脱土,经十六烷基三甲基溴化铵(1631)和十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)有机改性剂分别改性后,对废水溶液中的Cu(Ⅱ)进行了吸附条件研究,考察了有机改性剂用量、改性蒙脱土投加量、搅拌温度和吸附作用时间等因素对吸附效果的影响。结果表明,经2种改性剂改性的蒙脱土对Cu(Ⅱ)均达到了理想吸附效果,较佳吸附条件是:1 631和1227用量分别为5%和7%;改性土添加量均为2.8 g/mL,搅拌温度为80℃;吸附作用时间分别为60 min和90 min。在此条件下,对实际电镀废水中Cu(Ⅱ)去除率分别为89.5%和75.8%,均优于未改性蒙脱土。     

聚酯／蒙脱土纳米复合材料的制造与应用

介绍了蒙脱土的组成、结构、类型及其有机化处理方法，概括了聚酯／蒙脱土纳为复合材料的各种制备及方法及其优、缺点和发展现状，对对聚酯／蒙脱土纳米复合材料在包装材料、工程塑料和纤维等领域的应用前景作了展望。     

离子偶极法提纯改性蒙脱土

用离子偶极法对膨润土进行处理后 ,其膨胀容与阳离子交换容量均有提高 ,表明蒙脱石含量提高 ,提纯及钠化改性有效 ;XRD、IR谱图及TG曲线同时也表明 ,实现了膨润土的有机化改性 ,蒙脱石d0 0 1 面层间距增大。进一步用季铵盐对提纯改性后的膨润土进行有机化改性 ,XRD表征表明 ,蒙脱石d0 0 1 面层间距继续变大 ,说明经离子偶极法提纯改性后不会影响对蒙脱石表面的进一步修饰改性 ;TG曲线和IR谱图表明处理后的膨润土吸水性下降。基于实验过程现象 ,对离子偶极法的改性机理进行了初步探讨 ,认为是相转移催化机理     

采用蒙脱土制备β分子筛

以焙烧的蒙脱土为原料,添加白碳黑为部分硅源,四乙基氢氧化铵(TEAOH)为模板剂,采用水热晶化法合成了β分子筛.制得的β分子筛除了具备常规β分子筛的全部特点外,也继承了其前体的一些大孔特性,从而改善了其在大分子反应过程中的催化性能.当以这种方法合成的β分子筛作为催化剂用于正辛烷加氢裂化反应时,裂化产物中异构烷烃的选择性显著提高.     

聚乙烯-蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

利用MgCl2在醇溶剂中可溶解及蒙脱土(MMT)在醇溶剂中发生层间膨胀的特性,制备了负载于MMT层间的MMT-MgCl2-TiCl4催化剂。MgCl2的引入,屏蔽了MMT表面复杂的化学因素对MMT-MgCl2-TiCl4催化剂活性的影响,并起到了高效载体的作用;增大了MMT的层间距,为引入活性中心Ti及活化过程提供了空间,确保MMT-MgCl2-TiCl4催化剂具有很好的活性,同时也为MMT在聚合过程中的层间剥离提供了条件。通过原位插层聚合复合法制备了聚乙烯-MMT纳米复合材料(简称纳米复合材料)。用X射线衍射、场效应扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术考察MMT的层间距、纳米复合材料形态及MMT在聚乙烯基质中的分布时发现,MMT片层呈剥离状态。当纳米复合材料中MMT的质量分数为1.5%-2.0%时,纳米复合材料具有良好的力学性能。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能研究

用钠基蒙脱土为原料,十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,制备有机蒙脱土;以聚四氢呋喃二醇(PTMG)为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)为扩链交联剂(硫化剂),通过一步法制备出不同硬段比例和有机蒙脱土含量的聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料。通过正交设计实验考察了nNCO/nOH与MOCA的扩链系数及有机蒙脱土含量等因素对聚氨酯弹性体力学性能的影响。     

蒙脱土-有机硅复合改性硅烷化聚氨酯密封胶

采用2,4-甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、蒙脱土、有机硅(α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷)和硅烷偶联剂为原料,制备了有机蒙脱土/聚醚多元醇复合物(OMMT/330N)-有机硅复合改性的硅烷化聚氨酯(SPU)密封胶。通过广角X射线衍射、透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱手段表征了蒙脱土在复合材料中的分散情况,表征结果显示,有机蒙脱土以平均层间距不小于4.12nm的宽分布分散在SPU基体中。同时对密封胶的力学性能进行测试,测试结果表明,经OMMT/330N-有机硅复合改性的SPU密封胶具有性能互补效果,当添加质量分数为5%(基于330N)的OMMT和8%的有机硅时,复合改性的SPU密封胶的拉伸强度和断裂伸长率比纯SPU密封胶提高了65.8%和71.6%。     

纳米蒙脱土/SBS复合改性沥青及其改性机理研究

利用纳米蒙脱土/SBS复合材料对沥青改性,通过示差扫描量热(DSC)法测试了改性沥青的热稳定性.利用红外光谱(FT-IR)法研究了其改性机理。结果表明,经纳米蒙脱土/SBS复合改性后,沥青的综合性能显著提高。纳米蒙脱土/SBS复合材料加入沥青中,形成稳定、均匀的网络结构,使沥青在韧性、强度与热稳定性方面具有明显改善。由于没有形成新的官能团,因此纳米蒙脱土/SBS复合材料对沥青的改性是一种物理共混过程。     

季胺碱改性蒙脱土催化酯交换制备生物柴油

采用离子交换法,以4种不同碳链长度的季铵盐对钠基蒙脱土进行插层改性,并采用FT-IR、XRD对改性蒙脱土进行表征;考察了其在大豆油与甲醇酯交换合成生物柴油反应中的催化性能。结果表明,4种季胺盐改性蒙脱土催化剂中,四甲基溴化铵改性蒙脱土对大豆油与甲醇酯交换反应的催化活性最高。以此改性蒙脱土为催化剂,在催化剂质量分数（以大豆油质量计）1.5%、醇/油质量比12、反应温度65℃、反应时间5 h条件下,大豆油与甲醇酯交换反应生物柴油产率达到91.2%。该催化剂重复使用7次后活性并无明显下降,表明有机改性蒙脱土是一种潜在的制备生物柴油的有机-无机复合催化材料。     

蒙脱土和高聚物纳米复合的研究进展

介绍了蒙脱土的结构特点和有机改性方法,探讨了蒙脱土与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯聚合物、聚酰胺、聚 丙烯、聚苯乙烯等高聚物的纳米复合及其应用情况,指出蒙脱土和高聚物的纳米复合材料具有成本低、密度 低、高耐热性、高强度、高气体阻隔性等特点,因此应用前景十分广泛。     

蒙脱土增强热塑性淀粉性能的研究

用蒙脱土(MMT)作增强剂、甲酰胺和尿素为混合塑化剂制备了MMT增强热塑性淀粉(MTPS)。用扫描电子显微镜(SEM)、万能实验机和热重分析法(TG)对MTPS进行了结构表征和性能测试。SEM表征结果说明,MMT可均匀分散在热塑性淀粉(TPS)中,MMT和TPS有良好的界面结合。力学性能测试结果表明,w(MMT)=0-30％时,MTPS拉伸强度达到23.415MPa,断裂伸长率从112.522％降至21.421％,屈服应力从3.172MPa上升至17.204MPa,屈服应变从31.221％降至4.471％,杨氏模量达到531.114 MPa,断裂能从2.033 N·m下降到1.414 N·m。该材料的耐水性能和热稳定性均高于纯TPS。     

光度法测定羟基铝交联蒙脱土的阳离子交换量

阳离子交换量(CEC)是交联蒙脱土性能的重要表征之一。本文采用光度法以埃铬青 R 为络合剂,系统地研究了由不同铝离子浓度、不同羟铝比的溶液作交联剂,所得到的羟基铝交联蒙脱土的 CEC。研究结果表明,CEC 随羟铝比的增加而增加,随温度的升高而降低,但受交联剂铝离子浓度的影响较小。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合树脂的结构、形态与性能

利用球形纳米蒙脱土(MMT)负载Ziegler-Natta催化剂制备了聚丙烯(PP)/MMT纳米复合树脂。复合树脂中的PP具有与普通PP相仿的等规度和熔点;可通过改变聚合条件调节复合树脂中PP的相对分子质量和MMT含量。采用SEM,WAXRD,POM,DMA,TG等方法研究了复合树脂的形态结构、结晶形态、流变行为、动态力学行为、力学性能、阻隔性能和热稳定性。表征结果显示,复合树脂颗粒呈球形,流动性良好;MMT片层均匀分散于PP基体中,MMT片层与PP基体的相容性较差,在熔融加工过程中会发生部分聚集。当MMT含量约为1.1%(w)时,复合树脂中可形成MMT的逾渗网络。当MMT含量为1.29%(w)时,复合树脂的综合力学性能较好。少量MMT的存在可提高复合树脂的液体阻隔性能和热稳定性。     

有机蒙脱土协同卤锑阻燃剂阻燃HDPE研究

针对高密度聚乙烯(HDPE)的易燃性,以高密度聚乙烯与有机蒙脱土(OMMT)、卤锑阻燃剂(DBDPE/Sb2O3)熔融共混制成HDPE/有机蒙脱土阻燃复合材料,研究了有机蒙脱土(OMMT)与卤锑阻燃剂在复合材料中的阻燃协效性,并对复合材料进行了极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级(UL-94)、力学性能和热稳定性测试。结果表明:有机蒙脱土与卤锑阻燃剂对HDPE具有良好的阻燃协效作用。HDPE/OMMT阻燃复合材料的LOI由纯HDPE的19.6%提高至27.8%,垂直燃烧等级则由"完全燃烧"逐渐提高至V-0级,且燃烧时不产生熔滴,具有良好的成炭效应;其拉伸强度由13.24MPa提高至24.53MPa,力学性能表现良好;其失重率由纯HDPE的96.17%降至90.37%,热稳定性得到提高。HDPE/OMM4阻燃复合材料也有类似情况,且其各项性能指标表现更好。     

有机蒙脱土对尼龙6复合材料性能的影响

采用质量比为1∶1的十八烷基三甲基氯化铵与6-氨基己酸的混合溶液对蒙脱土进行复合有机化改性处理,制得层间距为1.83 nm的新型有机蒙脱土(OMMT),利用熔融共混法在双螺杆挤出机上制备了尼龙6-OMMT复合材料(简称复合材料),研究了OMMT含量对复合材料的机械性能和热性能的影响。通过X射线衍射、透射电子显微镜技术对复合材料的微观结构进行了表征。实验结果表明,与纯尼龙6相比,加入质量分数4%的OMMT后的复合材料的拉伸强度、弯曲强度和热变形温度分别提高了27.8%,37.2%,22℃;但缺口冲击强度和熔体流动指数有所下降。