LLDPE/HDPE/MMT纳米复合材料的制备及性能研究

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、有机改性的蒙脱土(MMT)为主要原料,选用乙烯-醋酸乙烯酯接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)作为增容剂,采用熔融插层法制备了线性低密度聚乙烯/高密度聚乙烯/蒙脱土(LLDPE/HDPE/MMT)纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)分析蒙脱土在聚乙烯基体中的分散情况,并研究蒙脱土的含量对其在基体中分散效果的影响。TG实验结果表明,蒙脱土的加入使LLDPE/HDPE/MMT纳米复合材料的热稳定性得到很大的提高。由DSC曲线可以得出,加入蒙脱土的复合材料相比于纯聚合物,其熔点和热分解温度都有很大的提高,提高程度与蒙脱土的含量有关。     

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.     

悬浮聚合法制备纳米蒙脱土/聚合物( 苯乙烯-共聚-二乙烯基苯) 复合材料及性能

采用悬浮聚合法制备了纳米蒙脱土/聚合物(苯乙烯-共聚-二乙烯基苯) 复合材料。钠基蒙脱土(SMMT) 经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 离子交换后获得有机蒙脱土(OMMT) 。采用XRD 和FTIR 分析表征了有机蒙脱土的结构与性能。通过XRD、TEM、SEM、和FTIR 对复合材料微观结构进行了表征; 通过热重分析仪( TG) 对复合材料的热稳定性能进行了研究。讨论了蒙脱土含量和交联剂用量对复合材料热稳定性能的影响。结果表明, 钠基蒙脱土的层间距为1. 48 nm , 经有机改性蒙脱土的层间距为2. 85 nm , 纳米蒙脱土/聚合物复合材料的层间距约为4 nm; 纯聚苯乙烯最大质量损失温度为399 ℃, 当蒙脱土含量为5 %、交联剂用量为10 %时, 纳米蒙脱土/聚合物最大质量损失温度提高到437 ℃。在实验条件下, 纳米蒙脱土/聚合物复合材料具有更好的热稳定性能。      

脂肪族聚氨酯弹性体/蒙脱土复合材料的制备与性能

使用原位插层聚合法制备了一系列不同有机蒙脱土含量的基于异佛尔酮二异氰酸酯的脂肪族聚氨酯弹性体/蒙脱土纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热测试(DSC)、热重分析(TGA)等研究了有机蒙脱土含量对脂肪族聚氨酯弹性体结构与性能的影响。XRD结果表明,成功地合成了聚氨酯/蒙脱土插层型纳米复合材料。TGA结果表明,纳米复合材料的热稳定性随着有机蒙脱土含量的增加而提高。有机蒙脱土对聚氨酯基体有较好的增强和增韧作用,而当有机蒙脱土含量为7%时,纳米复合材料的力学性能最佳。     

有机蒙脱土与白炭黑复合填充三元乙丙橡胶性能研究

采用溶液插层法分别制备了含乙烯基的有机蒙脱土(VMMT)和不含乙烯基的有机蒙脱土(OMMT),并通过与三元乙丙橡胶(EPDM)机械共混方法制备了VMMT/EPDM、OMMT/EPDM两种纳米复合材料,对复合材料的力学性能和气体阻隔性能进行了研究。实验发现:当添加相同份数有机蒙脱土时,VMMT/EPDM复合材料的力学性能和气体阻隔性能优于OMMT/EPDM复合材料;当有机蒙脱土添加量为5份时,OMMT/EPDM的拉伸强度提高了60%、100%伸长模量提高了68%,N2透气率降低了29%;当有机蒙脱土添加量为7份时,VMMT/EPDM的拉伸强度提高了99%、100%伸长模量提高了157%、N2透气率降低了52%。结果表明:通过含乙烯基官能团的有机插层剂改性后,有机蒙脱土/EPDM纳米复合材料的力学性能和气体阻隔性能显著提高。     

改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

首先以菜籽油、乙二胺、丙烯酸为原料,合成改性菜籽油(KRF),然后将其与有机改性蒙脱土(OMMT)复合制备了改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料(KRF/OMMT)。红外光谱分析结果表明,已成功制得了KRF/OMMT复合材料;X射线衍射(XRD)分析结果表明,KRF能在蒙脱土中进行插层;热重分析(TGA)结果表明,蒙脱土的引入使纳米复合材料的起始热分解温度升高,最高可达257℃。将KRF/OMMT应用于皮革加脂工艺,对加脂后坯革的阻燃性能检测结果表明,采用纳米复合材料加脂的坯革的有焰燃烧时间从146s可降至74s,阴燃时间从958s可降至11s,极限氧指数从14.8%增至21%,表明纳米复合材料能赋予坯革良好的阻燃性能。     

改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能

首先以菜籽油、乙二胺、丙烯酸为原料,合成改性菜籽油(KRF),然后将其与有机改性蒙脱土(OMMT)复合制备了改性菜籽油/有机蒙脱土纳米复合材料(KRF/OMMT)。红外光谱分析结果表明,已成功制得了KRF/OMMT复合材料;X射线衍射(XRD)分析结果表明,KRF能在蒙脱土中进行插层;热重分析(TGA)结果表明,蒙脱土的引入使纳米复合材料的起始热分解温度升高,最高可达257℃。将KRF/OMMT应用于皮革加脂工艺,对加脂后坯革的阻燃性能检测结果表明,采用纳米复合材料加脂的坯革的有焰燃烧时间从146s可降至74s,阴燃时间从958s可降至11s,极限氧指数从14.8%增至21%,表明纳米复合材料能赋予坯革良好的阻燃性能。     

聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的无皂乳液聚合法制备和表征

以溴化烯丙基三乙基铵改性钠基蒙脱土,采用无皂乳液聚合法制备聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料。通过傅里叶变换红外(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)和动态光散射(DLS)等手段对有机蒙脱土和复合材料的结构进行表征。结果表明:溴化烯丙基三乙基铵成功插层到蒙脱土层间,层间距由1.32nm增大到1.44nm;FT-IR和XRD测试结果表明无皂乳液聚合法制备的不同蒙脱土含量(1%～5%)的聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料具有剥离型结构;DLS测试结果表明复合胶乳粒子的粒径随蒙脱土含量的增加而减小。     

蒙脱土填充木塑复合材料的弯曲性能和蠕变特性

对蒙脱土进行有机插层改性制得有机蒙脱土(OMMT),用硅烷接枝木粉制备了有机蒙脱土/木粉/聚氯乙烯(OMMT/WF/PVC)纳米复合材料。加入的接枝木粉与OMMT分散在界面上起增强作用,有助于提高复合材料性能。用质量分数1.5%的偶联剂处理木粉,添加质量分数1.5%的OMMT时,复合材料的弯曲性能和抗蠕变性最好。用KWW模型和广义Voigt模型分析了蠕变曲线。     

有机蒙脱土改性R-122环氧树脂纳米复合材料的制备与性能

以钠基蒙脱土(Na-MMT)为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为插层剂,成功地制备出有机蒙脱土(OMMT),对其结构分析表明:蒙脱土的层间距由1.43nm增加到1.925～3.85nm。用该有机蒙脱土对R-122进行改性,成功制备了R-122复合材料,当有机蒙脱土的在树脂中添加的质量分数为4.0%时,冲击强度达到最大值21.2J/m,比纯树脂的提高了92.7%;扫描电镜分析表明:复合材料的断口呈复杂的层状分布,说明复合材料形成的新表面多,吸收的冲击能多;差示扫描热量分析表明,蒙脱土的加入使环氧树脂的耐热性得到进一步提高。利用有机蒙脱土对R-122树脂改性同时提高了韧性和耐热性,为R-122基高性能复合材料的制备提供了新的途径。     

有机蒙脱土改性超支化聚酰胺6的制备与表征

以枝化剂为超支化聚酰胺6（PA6）的引发剂,配以含有端羧基官能团的有机改性剂改性的有机蒙脱土（O-MMT）,经原位开环接枝聚合制备了O-MMT/超支化PA6复合材料。通过FTIR和TEM表征了超支化PA6与O-MMT的接枝情况以及O-MMT在基体中的分散形态。研究了O-MMT对超支化PA6结晶性能、熔体流动性能和力学性能的影响。结果表明:O-MMT呈剥离态和插层态分散于超支化PA6基体中,且与PA6分子链段产生化学键合,形成网络交联结构。网络交联结构使O-MMT/超支化PA6复合材料与超支化PA6相比熔体流动指数急剧下降。另外,O-MMT使超支化PA6的α晶型消失,且使仅有γ晶型的超支化PA6的结晶度降低。但随O-MMT 含量增加,O-MMT/超支化PA6复合材料的强度逐步提高,拉伸强度从38.4 MPa提高至60.8 MPa。复合材料的韧性也得到大幅度提高,断裂伸长率从2.1%提高至70.1%,无缺口冲击强度从20.3 kJ/m2急剧提高至291.8 kJ/m2。      

聚醚铵改性蒙脱土对纳米蒙脱土/聚丙烯复合材料微观结构的影响

采用自制的2种大层间距(层间距分别为6.72nm和8.66nm)的聚醚铵(POP)改性蒙脱土(MMT)OMMT1和O-MMT2,通过共混法与增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)或聚丙烯(PP)复合,考察了共混方法、共混时间、POP改性MMT的层间距及PP-g-MAH对MMT/PP-g-MAH和MMT/PP复合材料微观结构的影响。研究结果表明:由于O-MMT1具有较大的层间距,在溶液共混和熔融共混中,均能使MMT在PP-gMAH基体中发生剥离;随着共混时间延长,O-MMT1由插层型经过过渡状态向剥离型转变,最终可以获得完全剥离的纳米MMT/PP-g-MAH复合材料;在溶液共混的过渡态中存在大量"双层结构"的MMT片层;具有更大层间距的O-MMT2以及PP-g-MAH的加入均能更有效地促进MMT在PP基体中的剥离,从而获得完全剥离的纳米MMT/PP复合材料。     

一种多功能有机蒙脱土-纳米TiO2/环氧树脂复合材料

将有机蒙脱土（O-MMT）和纳米TiO₂共同复合到环氧树脂中,成功地制备出了一种高性能多功能O-MMT-纳米TiO₂/环氧树脂复合材料。由XRD检测结果和TEM观察结果证实,由于利用了O-MMT、纳米TiO₂与环氧树脂间的相互作用,蒙脱土（MMT）层被高度剥离,所得的二维MMT纳米单片与零维纳米TiO₂颗粒交错分布于树脂基体中。力学性能测试、热分析和耐沾污性试验表明,O-MMT-纳米TiO₂/环氧树脂复合材料的多项性能都比纯环氧树脂有大幅提高。     

Photo- and Bio-Degradation Processes in Polyethylene,Cellulose and their Blends Studied by ATR-FTIR and Raman Spectroscopies

Polyethylene, cellulose and their blends with different compositions (5–30% cellulose content) were exposed to UV radiation or composted in soil for bio-degradation. Both types of degradation were carried out under laboratory conditions (room temperature, air atmosphere). The course of degradation processes has been studied using ATR-FTIR and Raman spectroscopies. There are practically no changes in spectra of photo- or bio-degraded pure PE films and cellulose powders. In contrast, the PE/cellulose blends are less stable than pure components and the processes of photodegradation seem to depend on blend composition and irradiation time. Prolonged UV exposure (100 h) leads to efficient photo-oxidation of blends studied. Biodegradation effect was also pronounced in PE films containing 30% cellulose.Spectroscopic measurements were performed during EU Marie Curie Training Site Fellowship at University Bordeaux1 (France).     

有机改性蒙脱土的制备及其对聚乙烯-聚苯乙烯相态和力学性能的影响

利用Gemini表面活性剂对蒙脱土进行插层改性制备得到有机改性蒙脱土（OMMT）,采用溶液混合法制备了OMMT/聚苯乙烯（PS）母料,将OMMT/PS母料与聚乙烯（PE）熔融共混制备得到OMMT/PS-PE复合材料。研究了蒙脱土的插层改性对OMMT/PS-PE复合材料相形态和力学性能的影响。对OMMT进行FTIR、XRD、TG表征,结果表明Gemini表面活性剂成功插层进入蒙脱土层间。通过SEM和电子万能试验机研究了OMMT/PS-PE复合材料相结构、分散相粒径的及相态与力学性能之间的关系。结果表明,随着OMMT含量的增加,PS分散相的粒径逐渐减小;当OMMT含量为2.5wt%时,OMMT/PS-PE复合材料的相形态由“海-岛”转变为双连续结构。与未添加OMMT的PE-PS树脂相比,OMMT/PS-PE复合材料弯曲模量和断裂伸长率显著提高,分别提高了约18%和近50倍。      

PP/PP-g-GMA-St/MMT纳米复合材料的制备与表征

以十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土得到有机蒙脱土。采用反应挤出对极性很弱的PP进行接枝改性,得到接枝物PP-g-GMA-St,GMA的接枝率为0.7%。然后将其作为聚丙烯和有机蒙脱土的相容剂,熔融共混后得到分散效果良好的纳米复合材料。用FT-IR对接枝物进行了验证;并用XRD,TEM对复合体系的插层效果进行了分析和表征。     

Manufacturing polymer/clay nanocomposites through elongational flow technique

A novel processing technique that employs continuous elongational flow to fabricate polymer/clay nanocomposites has been developed and evaluated in this work. A self-made vane mixer has been used to supply the continuous elongational flow, while high-density polyethylene (HDPE) and organic montmorillonite (O-MMT) were used as the polymer matrix and clay, respectively. The morphology of resultant nanocomposites has been carefully revealed and studied by examining wide-angle X-ray diffraction (WAXD) and transmission electron microscopy (TEM). Intercalation effect and dispersion of O-MMT layers have been investigated by the morphology study. The results indicate that the elongational flow has a great potential in melt intercalation of O-MMT, and can lead to an orderly O-MMT layers’ distribution. Thermal properties of as-mixed nanocomposites that prepared under elongational flow have been determined by the differential scanning calorimetry (DSC), which demonstrates that the introduction of O-MMT nano-sheets is bad for the crystal of HDPE matrix. The universal tensile test shows how O-MMT layers affect the mechanical properties of nanocomposites, including the tensile strength and elongation at break. The strain–stress relationship reveals that with continually adding O-MMT layers, the tensile strength increases at first, and then decreases. While the elongation at break shows the same trend.     

几种层状化合物对六价铬吸附性能的对比与讨论

柱撑蒙脱石和有机蒙脱石对Cr(VI)的吸附容量分别为8.9和3.7mg/g,二者在吸附容量上的差别主要和它们的表面性质有关.双金属氢氧化物(LDH)结构层之间的CO₃^2-离子难以被Cr(VI)交换,其吸附容量为11.3 mg/g.双金属氧化物(LDO)能够从水溶液中获取阴离子和水分子,并恢复重建LDH的结晶结构,它对Cr(VI)的吸附属化学吸附,其吸附容量在一般条件下为73 mg/g.通过抑制溶解CO₂对LDO吸附反应的干扰,它对Cr(VI)的吸附容量可达理论值.     

甲壳素纳米纤维/蒙脱土复合材料的制备与性能

采用超声混溶-真空抽滤法制备了甲壳素纳米纤维(CNF)/蒙脱土(MMT)插层复合材料,通过FE-SEM和FTIR对复合材料的结构进行表征,并研究了MMT含量对复合材料力学性能、吸水性能、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明: 当MMT含量较少时,CNF与MMT的复合状态较好,CNF较均匀分散在片状MMT的片层间,形成了CNF/MMT插层复合材料;随着MMT含量的增加,复合材料的力学性能和吸水率降低;CNF的增多会抑制MMT的热膨胀,使复合材料的CTE降低;添加MMT可以减少材料的失重率,提高起始降解温度,有利于改善CNF/MMT复合材料的热稳定性。     

煤基聚乙烯/蒙脱土复合材料的阻燃特性

研究了以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)复配成的膨胀型阻燃荆、煤及蒙脱土阻燃协同作用及其对煤基聚乙烯／蒙脱土复合材料阻燃性能的影响。少量蒙脱土即可显著提高聚乙烯的极限氧指数。超细煤粉的含量在一定范围内可明显提高聚乙烯／蒙脱土复合材料的极限氧指数．煤、蒙脱土及膨胀型阻燃剂之间存在良好的协同阻燃效应．可使聚乙烯的极限氧指数得到一定的提高。热氧化分解及红外光谱分析表明，煤、蒙脱土及膨胀型阻燃荆之间的协同阻燃效应与煤基聚乙烯／蒙脱土阻燃材料具有良好的热稳定性和较高的残炭率有关。