聚乳酸/有机改性蒙脱土复合材料的制备及结晶性能研究

以多巴胺作为有机改性剂,通过溶液法处理蒙脱土(MMT)制得有机改性蒙脱土(OMMT),并经熔融共混法制备PLA、OMMT质量百分比为99∶1的PLA/OMMT复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FTIR)及热重(TG)对OMMT进行测试和分析,确认MMT片层上接枝有聚多巴胺分子。研究发现:在聚合物反应中随着多巴胺用量的增加和反应时间的延长,MMT片层上的聚多巴胺含量增大,MMT片层间距增大;PLA/OMMT复合材料的冷结晶温度降低、晶粒尺寸变小、结晶度增大,OMMT起到很好的成核剂作用,促进了PLA结晶性能的提高。     

EVA插层复合材料的取向结构对阻燃性能的影响

利用蒙脱土(MMT)特殊的片层结构,采用挤出工艺、熔融插层法制备了乙烯醋酸乙烯脂/蒙脱土(EVA/MMT)和乙烯醋酸乙烯脂/有机蒙脱土(EVA/OMMT)纳米复合材料,用锥形量热仪测试并分析了材料的燃烧性能。结果表明,添加OMMT的复合材料具有阻燃作用;复合材料中蒙脱土片层的(横、纵)取向影响材料的阻燃性;横向取向的EVA/OMMT复合材料有更低的热释放速率和质量损失速率,具有较好的阻燃性。通过扫描电镜(SEM)表征不同取向材料燃烧后炭渣的形貌,表明形成的炭层也为横、纵取向,解释了插层复合材料的横、纵取向对材料阻燃性的影响。     

HIPS插层复合材料的结构与阻燃性的关系

根据蒙脱土(MMT)特殊的片层结构,采用熔融插层法制备了HIPS/MMT及HIPS/OMMT复合材料,并用锥形量热仪对材料的燃烧性能进行测试。结果表明,材料中蒙脱土片层的取向影响材料的阻燃性;与竖直取向的HIPS/OMMT复合材料相比,水平取向的HIPS/OMMT复合材料有更低的热释放速率和质量损失速率,具有较高的阻燃性。用扫描电镜表征了不同取向材料燃烧后炭层的形貌,表明形成的炭层也具有横、竖取向。此现象解释了插层复合材料的取向影响材料的阻燃性,为聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃机理的研究提供了依据。     

PVC/OMMT纳米复合材料的结构与性能

采用锥形双螺杆挤出机直接熔融插层制备了聚氯乙烯/有机蒙脱土(PVC/OMMT)纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),热重分析仪(TG)研究了OMMT在PVC基体中的分散状态以及对PVC/OMMT纳米复合材料力学与热性能的影响.结果表明:OMMT在PVC基体中多数以剥离形态存在,适量的OMMT不仅有利于复合材料强度与韧性的提高,而且可以提高材料的模量,在OMMT含量为6份时体系具有最佳综合力学性能.OMMT有利于降低PVC/OMMT纳米复合材料的粘度,但会使PVC的热分解温度降低.     

EVA/蒙脱土纳米复合材料的阻燃性能

采用熔融插层法制备乙烯-醋酸乙烯酯/有机蒙脱土纳米复合材料(EVA/OM-MT),并研究其阻燃性能。结果表明,EVA大分子能有效地插入有机蒙脱土(OMMT)片层间,形成插层型纳米复合材料,而不能有效插入钠基蒙脱土(MMT)片层间;OMMT可以明显地改善EVA/OMMT的阻燃性能,随着OMMT用量的增大,EVA/OMMT的热释放速、峰值热释放速率、总热释放先明显降低然后趋于稳定。     

PA6/OMMT/CaCl_2复合材料的结构与性能研究

通过共混挤出方法,制备了PA6/OMMT、PA6/OMMT/CaCl_2两种复合材料,研究了OMMT含量对复合材料的结晶以及其他性能的影响。X射线衍射、TEM及DSC分析结果表明:CaCl_2的加入有利于OMMT在基体中的分散,随着OMMT含量的增加,复合材料的熔融温度和结晶度随之降低。力学实验显示:随着OMMT含量的增加,PA6/OMMT/CaCl_2复合材料力学性能下降明显,拉伸及弯曲强度基本保持不变,缺口冲击韧性略有下降。     

反应挤出制备HDPE／PA6／MMT复合材料研究

通过反应挤出制备了高密度聚乙烯／聚酰胺6／蒙脱土（HDPE／PA6／MMT）复合材料,研究了MMT在HDPE／PA6共混物中的分散和分布情况,及其对共混物相态结构的影响。从XRD和TEM的结果中可以看出,有机化蒙脱土（OMMT）选择性地分布在PA6相内以及两相的界面上,钠基蒙脱土（Na＋MMT）则主要分布在PA6相内;大部分OMMT得到较好的剥离或插层,而Na＋MMT出现明显的团聚。FE—SEM分析结果表明,增大MMT的含量会导致PA6的相态尺寸变大,粒径分布变宽。流变分析结果表明,由于OMMT部分分布于两相界面处,从而增强了界面结合,对共混物起到了增容作用。     

用于三维打印的蒙脱土改性尼龙丝材的性能

利用烷基铵盐对蒙脱土(MMT)有机化处理,以共聚尼龙6/66为基材,用熔融共混法制备蒙脱土改性共聚尼龙6/66的复合材料。运用X射线衍射测量蒙脱土的层间距,并对复合材料的力学性能、维卡软化点、熔体流动速率进行表征,观察复合材料冲击断面的扫描电子显微镜图,对所得结果进行分析讨论。将复合材料用3D耗材拉线机挤出成(1.75±0.25)mm的丝材,用熔融沉积制造打印机测试丝材的打印温度、流动性及打印层间黏合情况来判断丝材是否适用于打印。结果表明当OMMT质量分数为2%时,打印性能及综合热力学性能最佳。     

PA6/OC纳米复合材料的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)作为增容剂,采用熔融插层法制备了尼龙(PA)6/有机粘土(OC)纳米复合材料.采用X-光衍射仪(XRD)观察测试了复合材料的微观分散结构,研究了增容剂用量、粘土含量对所制备的复合材料的力学性能、热性能和阻隔性能的影响.实验结果表明:在研究范围内,与纯尼龙6相比,所制备的纳米复合材料的力学性能、热性能和阻隔性能均明显提高.当丙烯酸含量为2/3份(phr),有机粘土含量为4份(phr)时,PA 6/OC纳米复合材料的拉伸强度提高了约34%,同时材料具有较好的冲击韧性;热变形温度提高了18.2℃;吸水率下降了0.6%.     

OMMT对EPDM止水带耐H2S腐蚀性能的影响

采用有机蒙脱土(OMMT)与三元乙丙橡胶(EPDM)进行共混改性,制备了OMMT改性EPDM(EPDM/OM-MT)止水带。利用X射线衍射(XRD)对EPDM/OMMT止水带的结构进行了表征,并研究了EPDM/OMMT止水带在H2S气体和H2S溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,5phr和10phr的OMMT与EPDM止水带形成了剥离型纳米复合结构,15phr的OMMT与EPDM止水带则形成了插层型纳米复合结构。EPDM/OMMT止水带在H2S气体和H2S溶液中的拉伸强度保留率、扯断伸长率保留率和撕裂强度保留率均远高于EPDM止水带,经OMMT改性的EPDM止水带的耐H2S腐蚀性能得到明显提高,这可归因于EPDM与OMMT形成的剥离或插层型纳米复合材料具有很好的气液阻隔性能。