熔融插层法制备聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的研究进展

综述了使用熔融插层法制备聚乳酸（PLA）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料及其表征与性能的研究进展。研究表明,对MMT进行有机改性,可以增大MMT片层间距,使PLA/MMT形成剥离和插层的结构,同时有效地提高PLA/MMT复合材料的性能。随着MMT含量的增加,MMT片层粒子容易形成团簇,不利于结构分散以及性能提高;由于MMT片层粒子在PLA基体中良好分散,形成剥离/插层的结构,有利于抑制PLA分子链运动,从而提高了PLA的韧性、热稳定性、气体阻透性能;MMT片层粒子作为二维异向成核剂,可以提高复合材料的结晶度和结晶速率;分散的MMT片层粒子形成了一种空间连接结构,大大提高了复合材料的熔体强度,有利于拓宽其加工窗口;同时MMT结构中的末端羟基可以增加复合材料的生物降解速率。     

PLA/HTCC-MMT插层复合材料的绿色合成、表征及热降解动力学分析

以乳酸锌为绿色催化剂,采用丙交酯开环聚合法制备了聚乳酸/壳聚糖季铵盐改性蒙脱土(PLA/MMT HTCC)纳米复合材料。通过红外光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了表征,采用Kissinger法和Ozawa法进行热降解动力学分析,得到材料的表观活化能。结果表明,PLA/MMT HTCC为插层型纳米复合材料, PLA/MMT HTCC的热分解峰值温度(Tp)比PLA最多高35.18 ℃,通过MMT HTCC插层的实现,材料的热分解活化能得到了提高,从而提高了其热稳定性。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构及物理性能研究

采用化学反应法制备了Ziegler-Natta/有机改性蒙脱土复合催化剂,并通过丙烯单体原位插层聚合法制备出聚丙烯/蒙脱土(PP/MMT)纳米复合材料,研究了复合材料的微观结构、热性能以及加工稳定性等。结果表明,原位聚合法制备的复合材料为剥离型纳米复合材料,其中MMT片层以纳米尺寸均匀分散在PP基体中,MMT平均厚度小于10nm;随MMT含量的提高,复合材料的热稳定性提高;原位聚合制备的PP/MMT纳米复合材料在长时间剪切过程中部分MMT会发生自聚集,控制剪切时间可以有效防止MMT的自聚集;原位聚合制备的PP/MMT复合材料(粉料)中,PP以α晶型为主,纳米MMT的引入并不会诱导生成聚丙烯β晶型,复合材料中β晶型的出现与退火条件有关。     

纳米MMT对APP/MCA复合阻燃EP性能的影响

采用X射线衍射仪研究了纳米蒙脱土(MMT)和EP/纳米MMT复合材料中纳米MMT的层间距变化。结果表明,纳米MMT与EP/纳米MMT复合材料中纳米MMT的层间距相差不大,说明纳米MMT在EP中只是物理混合,没有发生插层反应。研究了纳米MMT用量对EP/纳米MMT以及EP/聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复合材料性能的影响。结果表明,纳米MMT的加入不能提高EP/纳米MMT的极限氧指数(LOI),可以提高EP/纳米MMT复合材料的拉伸强度。纳米MMT与APP和MCA复配作为复合阻燃剂,可以产生明显的阻燃协同效应,当APP和MCA质量比为3∶1,纳米MMT在复合阻燃剂中的质量分数为20%且复合阻燃剂在复合材料中的质量分数为20%时,EP/APP/MCA/纳米MMT复合材料的综合性能最佳,LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到UL94 V–0级,拉伸强度和冲击强度分别为45.9 MPa和8.6 kJ/m2。     

剥离型(苯乙烯/马来酸酐)共聚物/蒙脱土纳米复合材料的制备

研究了制备剥离型(苯乙烯/马来酸酐)共聚物(SMAH)蒙/脱土(MMT)纳米复合材料的方法。研究表明,通过原位插层及熔融插层只能制备出插层型的SMAH/MMT纳米复合材料。为了制备剥离型的SMAH/MMT纳米复合材料,先将尼龙6(PA6)与MMT熔融插层制备出PA6/MMT纳米复合材料,再用抽提的方法将PA6/MMT复合材料中的部分PA6除去,得到含有少量PA6的剥离型MMT,然后将剥离型MMT与SMAH共混,从而制备出剥离型的SMAH/MMT纳米复合材料。该复合材料的粘度低于SMAH,且具有较好的加工性能。     

叶片挤出机制备PLA/MMT复合材料性能的研究

利用以拉伸形变为主导的叶片挤出机制备了不同质量比的聚乳酸/蒙脱土(PLA/MMT)纳米复合材料,通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)表征了该复合材料的微观结构及形貌,并探讨了不同含量的MMT对PLA/MMT复合材料的力学性能以及动态力学性能的影响。结果表明:PLA分子链插入MMT片层之间,形成了具有插层结构的PLA/MMT纳米复合材料;该复合材料的拉伸强度、拉伸模量及冲击强度均随着MMT含量的增加呈先增后减的趋势;当MMT含量为2.5%时,复合材料的综合力学性能达到最佳,其中拉伸模量比纯PLA提高了170%,冲击强度则提高了130%,说明少量MMT的加入对PLA能起到增强增韧的作用。另外,动态力学性能测试结果表明,随着MMT含量的增加,复合材料的玻璃化转变温度有下降的趋势。     

PDM-AM/纳米插层复合蒙脱石和PDM-AM-GL/纳米插层复合蒙脱石性能的对比

以单体转化率、聚合物的特性黏度和复合材料旋转黏度为指标,对聚二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺(polymer diallyldimethylammonium chloride-acryhmide,PDM-AM)/纳米插层复合蒙脱石(montmorillonite,MMT)和聚二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺-乙二醛(glyoxal,GL)(PDM-AM-OL)/纳米插层复合MMT分别进行了研究,并对其进行了Fourier红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)分析和X射线衍射(x-raydiffraction,XRD)检测.将PDM-AM/纳米插层复合MMT和PDM-AM-GL/纳米插层复合MMT分别应用于皮革预鞣,再用质量分数为2%的标准铬粉鞣制.FTIR结果表明:单体在蒙脱石的存在下成功聚合,通过离心处理能够将聚合物与蒙脱石成功分离.XRD结果表明:PDM-AM/纳米插层复合MMT和PDM-AM-GL,纳米插层复合MMT中蒙脱石的层间距的变化规律相一致.PDM-AM/纳米插层复合MMT与GL的反应使得蒙脱石的层间距有所增加.应用结果表明:采用PDM-AM/纳米插层复合MMT预鞣不利于2%铬粉鞣制;然而当引入醛基之后,采用PDM-AM-GL/纳米插层复合MMT预鞣后,坯革的耐湿热稳定性、填充性均优于单独采用2%铬粉鞣制的坯革.     

PLA/OMMT纳米插层复合材料的合成、表征及降解性研究

以乳酸单体和有机蒙脱土(OMMT)为原料,通过原位插层聚合法合成了聚乳酸(PLA)/OMMT纳米插层复合材料, 分别采用傅立叶变换红外光谱( FT-IR)、X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等对PLA/OMMT复合材料的结构、形貌进行了表征和分析,同时研究了材料的降解性能。FT-IR表明,OMMT在聚合过程中被剥离成很小的粒子并分散在PLA基体中形成PLA/OMMT复合材料。由XRD分析可知MMT的层间距为1.260 nm,OMMT层间距为1.993 nm,PLA/OMMT复合材料中OMMT层间距为2.287 nm,层间距明显增大,表明PLA分子链插入到OMMT片层间,实现了原位插层聚合。透射电镜（TEM）分析表明,制备的PLA/OMMT复合材料形成了插层型结构,与红外光谱与XRD表征结果吻合。降解试验表明,介质对材料降解作用的次序为：NaOH＞HCl＞去离子水。在磷酸盐缓冲溶液中,随着降解时间的延长,材料的特性黏度在降解过程中不断下降。PLA/OMMT复合材料的降解速度要快于PLA,表明由于OMMT纳米粒子的存在,会加速材料的降解。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究进展

对聚丙烯(PP)／蒙脱土(MMT)纳米复合材料的国内外研究进展进行综述,介绍了PP/MMT纳米复合材料的制备原理和制备方法。包括原位插层聚合法、聚合物溶液插层法、聚合物熔融插层法、溶胶一凝胶法,重点介绍了聚合物熔融插层法的研究进展。聚合物熔融插层法具有操作简单、无需处理过多溶剂的优点,避免了环境和能源问题,更易于工业化。最后对PP／MMT纳米复合材料的未来发展进行了展望。     

原位插层法制备SMA/MMT纳米复合材料

采用原位聚合的方法制备了苯乙烯马来酸酐无规共聚物（SMA）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料,研究了MMT的用量对插层效果的影响.研究表明,采用原位聚合的方法可制得SMA/MMT纳米复合材料,随着MMT用量的增加,SMA/MMT纳米复合材料逐渐由插层型过渡到部分剥离.并且将原位聚合所得SMA/MMT纳米复合材料再次进行熔融插层后,可得到剥离效果更为明显的纳米复合材料.制得的SMA/MMT纳米复合材料具有较好的加工性能.     

丙烯酸酯类聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究

用烷基胺盐对钠基蒙脱土(MMT)进行有机处理,采用插层聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)／MMT及聚(甲基丙烯酸甲酯／丙烯酸丁酯)[P(MMA／BA)]／MMT纳米复合材料,探讨了MMT含量、MMA／BA配比对复合材料性能的影响。结果表明,MMT可提高复合材料的冲击强度和耐热性,MMT含量为2％时复合材料的综合性能最佳,BA可明显提高复合材料的冲击强度,MMA／BA配比为10／1时复合材料的综合性能较好。     

尼龙6/粘土纳米复合材料的研究

综述尼龙6／粘土纳米复合材料的研究进展、各种制备方法、复合机理及其微观性能的表征。粘土足一种层状硅酸盐，以纳米尺寸分布在聚合物中能提高聚合物的各种性能，尼龙6和粘土无论是通过原位聚合法还是熔融法都能制得剥离态的尼龙6倦土纳米复合材料。     

UHMWPE/蒙脱土纳米复合材料滑动轴承的研制

采用蒙脱土(MMT)层间聚合改性和熔体插层方法制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)／MMT纳米复合材料，并将复合材料注射成型为纯复合材料和复合型两类滑动轴承。研究了UHMWPE／MMT纳米复合材料的摩擦性能，结果表明，这是一种性能优异、成型简便的摩擦磨损材料。提出了该材料滑动轴承设计的基本要求，为实际应用提供了理论依据。     

Polylactide/transition metal ion modified montmorillonite nanocomposite—a critical evaluation of mechanical performance and thermal stability

Polylactide (PLA) nanocomposite was prepared by melt blending of PLA and transition metal ion (TMI) adsorbed montmorillonite (MMT). PLA nanocomposite was characterized for mechanical performance, and the results revealed that the tensile modulus, flexural modulus, and impact strength were increased marginally. The nanocomposite was optimized at 5 wt% of TMI‐modified MMT (TMI‐MMT) loading. Thermogravimetric analysis displayed increase in onset of degradation temperature, and differential scanning calorimetry showed marginal increase in glass transition temperature (T_g) and melting temperature (T_m) in case of PLA nanocomposites, when compared with virgin PLA. The flammability testing of nanocomposites indicated good fire retardance characters. X‐ray diffraction patterns of TMI‐MMT and the corresponding nanocomposites indicated an intercalation of the metal ions into the clay interlayer. Fourier transform infrared spectroscopy analysis indicate formation of [Zn(EDA)₂]²⁺ and [Cu(EDA)₂]²⁺ complexes in the MMT interlayer. Dynamic mechanical analysis shows increase in glass transition temperature (T_g) and storage modulus (E′) in case of PLA nanocomposites reinforced with 5 wt% modified MMT. POLYM. COMPOS., 2012. © 2012 Society of Plastics Engineers     

聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

用烷基季铵盐对钠基蒙脱土进行有机化处理,使其成为有机蒙脱土。X射线衍射（XRD）表明有机阳离子已同钠离子发生离子交换作用,导致层间距扩大。用熔融插层法制备聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料,测试了力学性能。通过XRD、DSC等手段研究了其结构与结晶行为,并与聚丙烯进行了对比。实验表明,通过熔融插层可使聚丙烯插层于蒙脱土片层之中,且所得聚合物的冲击强度有所提高。     

聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备聚乳酸/蒙脱土（PLA/MMT）纳米复合材料。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、差示扫描量热仪对材料的力学性能、微观结构和形貌进行表征。结果表明,PLA分子链插入MMT片层间,MMT层间距由1.801 nm增大到3.530 nm并呈纳米级均匀分散在PLA基体中,体系相容性良好;MMT的加入量为3 %（质量分数,下同）时,复合材料的力学性能得到最大改善,拉伸强度由纯PLA的53.1 MPa提高到62.8 MPa,冲击强度由纯PLA的18.00 kJ/m2提高到23.30kJ/m2,加入3 % MMT的复合材料结晶度为42.63 %,试样平均晶粒粒径尺寸为0.285 nm,而纯PLA的结晶度是24.52 %,平均晶粒粒径尺寸0.305 nm,MMT的加入明显提高了PLA的力学性能和结晶度。     

Effect of silane functionalization of montmorillonite on epoxy/montmorillonite nanocomposite

Mechanical and dynamic mechanical properties of various montmorillonite (MMT)/epoxy nanocomposites were investigated. 3-aminopropyltriethoxysilane functionalized MMT was compared with commercial pristine MMT and ammonium salt substituted MMT. Qualitative evidence of silane functionalization was confirmed by FT-IR. XRD and TEM were used to characterize the degree of intercalation of MMT in epoxy nanocomposite. Tensile stress and elongation of MMT/epoxy nanocomposite were improved significantly by the silane functionalization of MMT. Dynamic mechanical analysis showed that silane functionalization of MMT resulted in active interactions between MMT and epoxy.