季铵盐复配硅烷偶联剂改性蒙脱土的制备及表征

制备十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)复配γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)改性蒙脱土(MMT),利用XRD、ICP、FTIR、TG和SEM对改性前后的蒙脱土进行表征.结果表明MMT层间距的扩大主要是由于OTAC与MMT层间阳离子交换的结果,质子化的KH550亦能与MMT进行离子交换但不影响OTAC对MMT的有机改性,而且KH550能与MMT表面羟基反应形成化学键而接枝于MMT表面.     

MDI接枝改性MMT/丁腈胶乳纳米复合材料的结构与性能

采用MDI(二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯)接枝改性MMT(蒙脱土)制备NBRCNs(黏土/丁腈胶乳纳米复合材料),考察了MMT与MDI的配比关系及黏土含量对NBRCNs微观结构、力学性能、分散相态和动态加工性能的影响。研究结果表明:MMT与MDI的比例为2.8 g/1 mL时,片层间距增大,制备得到了插层型结构的复合材料。15 phr的MDI-MMT制备的NBRCNs的拉伸强度为6.10 MPa,较纯NBR的3.18 MPa提高了92%。随振幅和MDI-MMT含量的增加,复合材料的储能模量明显下降,复数黏度剪切变稀的行为更加明显,损耗因子均上升。     

己内酰胺复配异氰酸酯改性蒙脱土的制备与表征

以己内酰胺(CL)为插层剂,二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)为改性剂,制备己内酰胺复配异氰酸酯改性钠基蒙脱土(Na-MMT).将复配改性制得的有机蒙脱土再与Na-MMT、己内酰胺插层的Na-MMT和异氰酸酯(MDI)改性的Na-MMT进行对比研究.利用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、能量色散偏振X射线荧光光谱仪(XRF)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和电子显微镜(TEM)对改性前后的Na-MMT进行表征.结果表明,己内酰胺能进入水溶胀的Na-MMT层间,但对层间阳离子(Na+)含量影响不大;MDI能与MMT外表面和端面吸附的水反应生产取代脲对MMT进行有机包覆,而对MMT的分散和层间阳离子含量影响不大;只有己内酰胺复配MDI改性的MMT,其层间阳离子含量显著降低,且微观上呈纳米级分散.     

阴阳离子复配黏土/NR纳米复合材料的结构与性能

以蒙脱土(MMT)为原料,通过选用阳离子表面活性剂十八烷基三甲基溴化铵(STAB)与阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)对MMT进行复配改性,制得有机黏土(OC)/天然橡胶(NR)纳米复合材料(NRCNs)。考察了不同OC含量及阴阳离子表面活性剂配比对NRCNs力学性能以及微观结构的影响。结果表明,当MMT/STAB/SDS质量比为2.8/1/0.5时力学性能最佳,MMT层间距从1.24nm提高到4.8nm,NRCNs的层间距达到5.58nm;STAB/SDS复配改性比单一STAB改性效果好,NRCNs拉伸强度达到21.94 MPa,撕裂强度达到33.28kN/m,与纯胶相比分别提高了70%和69.2%;STAB取代了MMT层间的无机阳离子,SDS吸附了层间的负电荷使得插层结构增多,黏土均匀地分散在橡胶基体中。     

酚醛树脂改性纳米蒙脱土填充PA6的制备及性能研究

分别利用经十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)、酚醛树脂(PF)表面改性的纳米蒙脱土(MMT)填充聚酰胺(PA)6,研究了不同表面改性剂及其用量对PA6的力学性能、热性能和吸水性的影响。结果表明,经OTAC改性的纳米MMT和经PF改性的纳米MMT对PA6的热性能改善效果有限,但有利于提高PA6的刚性和降低吸水性。PF改性纳米MMT对PA6的改性效果优于OTAC改性纳米MMT,当PF改性纳米MMT的质量分数为3%时,材料的拉伸强度、弯曲强度和维卡软化温度分别比纯PA6提高了12.3%、58.8%和2%,吸水率降低0.5%。     

聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能Ⅰ.水基端羟基阳离子聚氨酯改性蒙脱土

合成了一系列不同相对分子质量的水基端羟基阳离子聚氨酯(WHTCPU),用其作为插层剂对蒙脱土(MMT)进行有机改性,通过阳离子交换得到含有活性羟基官能团的有机MMT。用广角X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、原子吸收光谱和显微电泳法等对改性后MMT的结构、性能进行了分析表征。结果表明,经WHTCPU改性的MMT是含有活性羟基官能团的有机MMT;当NCO/OH的摩尔比为1.5/2时,MMT层间距由原来的1.264 nm扩大到2.025 nm,此时有机MMT的阳离子交换能最低;经过WHTCPU改性的MMT粒子的电性得到反转。     

4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯共价功能化氧化石墨烯对聚氨酯的修饰作用（英文）

通过将氧化石墨烯(GO)与4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)共价接枝改性可制备而得大层间距、高反应活性的新型MDI-GO粉体。结果表明,MDI-GO粉体的层间距从0.83 nm扩大至2.43 nm,其在增强聚氨酯弹性体的导热性和机械性能方面效果显著。     

4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯共价功能化氧化石墨烯对聚氨酯的修饰作用

通过将氧化石墨烯(GO)与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)共价接枝改性可制备而得大层间距、高反应活性的新型MDI-GO粉体.结果表明,MDI-GO粉体的层间距从0.83 nm扩大至2.43 nm,其在增强聚氨酯弹性体的导热性和机械性能方面效果显著.     

三聚氰胺磷酸盐改性蒙脱土的合成

分别将三聚氰胺磷酸盐(MP)插层进蒙脱土(MMT)和有机化蒙脱土(OMMT)中,制得改性产物MP-MMT和MP-OMMT。通过红外(IR)、X-射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对制得的样品进行表征。结果表明;MP可对MMT和OMMT进行改性在MP用量不变的情况下MP对MMT的改性效果好于OMMT。     

十六烷基氯化吡啶改性无机黏土/丁腈橡胶纳米复合材料的结构与性能

采用十六烷基氯化吡啶(CPC)改性无机黏土(蒙脱土,MMT)并制备橡胶/黏土纳米复合材料,研究了有机黏土/丁腈橡胶纳米复合材料(NBRCNs)的结构、力学性能和微观相态。结果表明,CPC改性MMT所制备NBRCNs中有机黏土的片层间距5.10 nm要大于十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性MMT的4.41 nm,表明其形成了更多的插层结构。当MMT与改性剂的质量比为2.5/1.0时,CPC改性MMT所制备NBRCNs的拉伸强度和撕裂强度分别为4.72 MPa和26.66 kN/m,较CTAB改性MMT的3.28 MPa和16.50 kN/m分别提高了44%和62%,且前者所制备NBRCNs的相态分散程度比后者更加细致均匀。将CPC改性MMT用于添加丁腈橡胶等极性橡胶的增强效果要优于添加丁苯橡胶等非极性橡胶。     

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。     

改性剂种类对蒙脱土结构和性能的影响

为增加蒙脱土(montmorillonite,MMT)和有机物的相容性和研究插层剂种类对MMT结构和性能的影响,采用Cu,Co和Ni无机金属阳离子,十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵等有机阳离子表面活性剂作为改性剂,对蒙脱土进行一次改性和二次改性,制备出一系列改性蒙脱土.研究了改性剂种类、插层方式、插层次序对插层效果的影响.X射线衍射分析表明:一次改性时,插层剂均能进入蒙脱土的层间,改性土的层间距由1.04nm增加到1.7～3.52nm;二次改性时,先阳离子后阴离子的插层顺序有利于层间距增大(4.14nm),还可利用配位作用将二次改性剂引入金属离子一次改性MMT中,使层间距增大.改性机理研究认为:阳离子改性机理为层间离子交换,而阴离子改性机理是改性剂和MMT表面形成了氢键.沉降实验表明一次改性土和二次改性土在有机溶剂中分散能力有所增强.     

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.     

单双链季铵盐插层蒙脱石对水中乙草胺的吸附

以单十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)和双十八烷基二甲基氯化铵(DODAC)对天然蒙脱石(Mt)改性,并用于水中乙草胺去除。结果表明,当OTAC和DODAC用量分别是Mt质量的30%(OMt30)和20%(DOMt20)时,2种有机蒙脱石对乙草胺的去除率达到最大,分别为91.81%和92.74%、是Mt的27.00和27.28倍。OMt30和DOMt20的层间距分别由Mt的1.25 nm增大至1.81 nm和1.86 nm,DOMt20的比表面积和总孔容均大于OMt30。LangmuirFreundlich复合模型能较好地描述改性蒙脱石对乙草胺吸附过程,说明吸附过程比较复杂,吸附机理不止1个;吸附动力学满足拟2级动力学模型,DOMt20拟合吸附容量(0.918 5 mg/g)大于OMt30(0.904 4 mg/g);吸附反应是自发、吸热、熵增的过程。     

CTAB/CPL复配改性黏土制备NBRCNs的结构与性能研究

采用CTAB/CPL(比例为3.0g∶1.0g)复配改性有机黏土制备NBRCNs,考察了复配改性有机黏土制备的NBRCNs的微观结构、力学性能和分散相态。实验结果表明,无机黏土经CTAB/CPL复配改性后,黏土晶层间距由起始1.25nm扩大至1.82nm,NBRCNs中黏土晶层间距进一步扩大为4.67nm,即橡胶大分子链进一步插层进入黏土片层中,制备得到插层型纳米复合材料。有机黏土用量为10份时,复配改性有机黏土制备的NBRCNs的各项力学性能最优,拉伸强度为5.16 MPa,撕裂强度为20.97kN/m,较纯NBR硫化胶的1.53MPa和8.77kN/m分别提高了237%和139%,且明显优于采用单一阳离子CTAB改性有机黏土制备的NBRCNs,充分显示了复配有机改性黏土的可行性和优越性。复配有机改性黏土制备的NBRCNs的微观分散相态优于单一阳离子改性有机黏土制备的NBRCNs。     

改性剂对MMT/尼龙6复合材料力学及吸水性能的影响

使用干法改性蒙脱土(MMT),比较硅烷偶联剂(KH550)、硬脂酸钙两种改性剂对MMT改性效果。通过吸油值、接触角、X射线衍射(XRD)等方式表征两种改性剂不同改性效果。结果表明,改性MMT较MMT原料的吸油值减小,接触角增大; MMT层间距在改性剂的作用下从1. 22 nm分别增加到1. 26 nm (硬脂酸钙),1. 28 nm (KH550),综合结果表明KH550改性效果较好。采用熔融挤出法制备改性MMT/PA6复合材料,并对两种改性MMT/PA6的力学性能、吸水性进行分析。力学结果显示KH550改性MMT/PA的拉伸强度为68. 69 MPa,较PA6原料拉伸性能提高了9. 89%,硬酯酸钙改性MMT/PA6拉伸强度为68. 06 MPa,较原料提高了8. 86%。改性MMT/PA6吸水性降低且拉伸强度稳定性保持良好。     

有机改性蒙脱土/聚乳酸纳米复合材料的制备及表征

以PLA(聚乳酸)为基体、CEC(阳离子交换容量)为0.5和1.0的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)为NMMT[钠基MMT(蒙脱土)]的改性剂,制得CMMT(CEC改性MMT);然后用CTS(壳聚糖)对CMMT进一步改性,制得TFC(2次改性蒙脱土);最后采用熔融插层法制得PLA/CMMT、PLA/TFC纳米复合材料。研究结果表明:CMMT和TFC的FT-IR(红外光谱)图中出现了改性剂的特征峰,X-ray(X射线衍射)图中峰值向左移动,说明TFC和CMMT的层间距大于NMMT;改性PLA具有良好的物理性能和力学性能,改性NMMT含量越多,体系的团聚现象就越严重;当w(改性NMMT)=3%(相对于原料总质量而言)时,制备的纳米复合材料综合性能相对最好,并且具有环保佳、相容性良好和可降解等优点。     

新型有机蒙脱土的制备及其在聚丙烯改性中的应用

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB） 、环氧树脂（EP）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、十八胺(ODA)对钠基蒙脱土(MMT)进行干法插层改性, 分别制备了CMMT、EMMT、IMMT和OMMT等新型有机蒙脱土,并对聚丙烯(PP)进行熔融改性制得PP/OMMT纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪 、透射电子显微镜、差示扫描量热仪等分析手段对新型有机蒙脱土及纳米复合材料的结构形态及性能进行了研究。结果表明,OMMT层间距由蒙脱土的1.5626 nm扩大到4.2828 nm, OMMT片层均匀分散在PP基体中;当OMMT含量为5 %（质量分数,下同）时,纳米复合材料拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度分别比纯PP提高了25.9 %、17.1 %和127.1 %;同时,加入OMMT后,PP的结晶度先升高后降低。     

尼龙12/OMMT纳米复合粉末的制备及性能

利用十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)对蒙脱土(MMT)进行有机改性,并通过溶液插层法制备尼龙12/有机蒙脱土(PA12/OMMT)纳米复合粉末。利用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜等手段对改性后的MMT及PA12/OMMT纳米复合粉末的结构和微观形貌进行表征,并将复合粉末热压成型制成标准件,测试其力学性能和热性能。结果表明,经过有机改性,MMT的层间距由1.24 nm增加到了2.13 nm,且改性后的MMT能均匀地分散在PA12基体中,PA12/OMMT纳米复合粉末的成型件在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和热性能方面都优于纯PA12粉末。PA12/OMMT纳米复合粉末为选择性激光烧结技术(SLS)提供了一种性能良好的粉末材料。     

一种有机改性MMT及用于高温硫化硅橡胶的交联方法

由天津大学申请的专利(公开号CN101831084A,公开日期2010-09-15)"一种有机改性MMT及用于高温硫化硅橡胶的交联方法",提供了一种有机改性蒙脱土(MMT)及用于高温硫化硅橡胶的交联方法:(1)对MMT进行改性制得有机改性MMT;(2)将1～5份有机改性MMT