聚丙烯/尼龙6/蒙脱石新型膨胀型纳米复合阻燃材料的研究

采用尼龙6（PA6）代替季戊四醇（PT）作成炭剂组成新型的膨胀型阻燃剂（IFR），用熔融插层法成功制备了聚丙烯（PP）／PA6／有机化蒙脱石（OMMT）新型膨胀型纳米复合阻燃材料。用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜（SEM）观察OMMT层间距的变化和材料的微观结构，用热重分析（TG）、极限氧指数（LOI）测试和垂直水平燃烧测试研究了其阻燃性能，并考察了纳米复合材料的力学性能。研究结果表明，OMMT的层间距由2．200nm扩大到2、800nm，加入质量分数为4％-6％的OMMT的复合材料不仅使材料的拉伸强度和冲击强度提高了15％和69．5％，还提高了材料的阻燃性能，使剩炭率增加了12．32％，LOI达到22％，燃烧测试达HB级，其综合性能最佳。     

PP/OMMT纳米复合材料制备技术研究

对潍坊某地的膨润土(MMT)原料进行提纯、用碳酸钠作为钠化剂进行钠化改型及有机改性,制备出与聚合物相容性较好的有机膨润土(OMMT),将之与聚丙烯(PP)复合制备出PP/OMMT纳米复合材料。重点研究了不同改性剂对MMT层间距的影响以及OMMT用量对复合材料力学性能的影响。结果表明:在十八烷基苄基二甲基溴化铵(1827)和己内酰胺复合改性剂的作用下,MMT的层间距扩大到2.44 nm;在一定范围内,随着OMMT用量的增加,PP/OMMT纳米复合材料的冲击强度和拉伸强度呈现先提高再降低的趋势,OMMT用量为2%时,复合材料的缺口冲击强度达到6.65 kJ/m2,拉伸强度达到24.53 MPa。     

聚酰胺6/环氧树脂改性蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

采用环氧树脂改性蒙脱土（MMT）得到有机化蒙脱土（OMMT）,再用熔融插层法制备了聚酰胺6 （PA6）/ OMMT纳米复合材料。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、万能材料试验机、热重分析仪等研究了PA6/OMMT复合材料的形态结构、力学性能和热稳定性。结果表明,经环氧树脂改性得到的OMMT的层间距明显增加,从未改性的1.22 nm增加到5.13 nm,并以纳米尺度分散于PA6基体中;随着OMMT含量的增加,PA6/ OMMT复合材料的强度和模量增加,热变形温度提高,其拉伸强度可达76 MPa,弯曲模量达到3.462 GPa,热变形温度为134 ℃;PA6/ OMMT复合材料失重10 %时的温度为422 ℃,比纯PA6的406 ℃提高了16 ℃,改善了PA6的热稳定性。     

PP/PA6/OMMT复合材料力学性能与结晶性能的研究

采用3种不同有机改性过的蒙脱土(牌号为DK2,DK3,DK5)熔融插层法制备了PP/PA6/OMMT纳米复合物材料,在此基础上使用1%～7%的DK2的蒙脱土再次制备PP/PA6/OMMT纳米复合物材料,借助力学性能测试和差示扫描量热法(DSC)对体系的力学性能和结晶性能进行了研究。结果表明:使用DK2制备的复合材料的力学性能优于使用DK3和DK5制备的复合材料的力学性能;相对于纯PP,PP/PA6/OMMT纳米复合物材料随OMMT含量的增加,拉伸强度和弯曲强度是先增加后降低,最大下降幅度分别为8.7%和5.3%;冲击韧性一直上升达到9.61kJ/m2。OMMT的加入,对PP/PA6有异相成核的作用,提高PP/PA6的结晶速率和结晶度。     

母料法制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料及其性能

以高流动性聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为载体树脂,制备了接枝聚丙烯/有机蒙脱土插层母料,并以此为增强剂制备了PA6/接枝聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,研究了有机蒙脱土(OMMT)含量对复合体系力学性能和耐热性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)研究了复合材料的微观结构。结果表明:在所制备的插层母料中,PP-g-MAH大分子能够部分插入OMMT的晶片层间,其层间距有所增大。母料法制备的PA6/接枝聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的力学性能得到了较大提高,当OMMT含量为6%时,拉伸强度和弯曲强度分别比PA6/PP-g-MAH共混体系提高了24%和25.1%。     

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。     

PP/PA6/APP/OMMT复合材料的湿热老化性能研究

采用熔融挤出插层制备聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)/聚磷酸铵(APP)/有机蒙脱土(OMMT)阻燃复合材料,研究温度80℃、湿度93.1%的湿热老化条件对复合材料性能的影响.结果表明,随着湿热老化时间的延长,复合材料的表面形貌变得很差,产生大量的粗糙白斑.当OMMT含量较低时,复合材料的拉伸强度随湿热老化时间的延长先上升后下降.而当OMMT含量较高时,复合材料的拉伸强度随着湿热老化时间的延长而下降.弯曲强度的变化规律与拉伸强度相似.缺口冲击强度则随着老化时间的延长而提高.引起复合材料破坏的主要原因并非是湿热老化反应导致的分子链断裂,而是复合材料内积聚的水泡和水分子渗入到各相界面引起界面粘结强度下降导致的结果.     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的湿热老化性能

用熔融插层法制备了2种聚丙烯/蒙脱土(PP/OMMT)纳米复合材料,考察了在90℃的水中进行0~80 d不同时长的湿热老化后的产物特征。添加少量纳米化蒙脱土的PP表面形貌被破坏时间可延长20 d左右,比纯PP拉伸强度保持率提高67.5%,冲击强度保持率提高12.4%。PP、PP/OMMT复合材料湿热老化的损伤主要是环境中的水分子的直接物理作用,其中PP/季铵型OMMT纳米复合材料优良的抗湿热老化能力是其较高的结晶度、剥离性纳米化OMMT片层对水分子和热的物理阻隔效应以及OMMT与PP间较强的相互作用的共同结果。     

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。     

PP/PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料流变性能

采用自制聚丙烯(PP)接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,与经有机化改性的蒙脱土(OMMT)通过熔融插层法制备了PP/PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料,对其加工和流变性能进行了研究.结果发现,随着OMMT用量增加,PP/OMMT和PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料的熔体流动速率(MFR)有下降的趋势;...     

聚丙烯/有机蒙脱土/滑石粉纳米复合材料的制备与性能研究

采用双螺杆挤出机直接熔混的工艺,以聚丙烯(PP)为基体树脂,以滑石粉(Talc)和经有机改性的蒙脱土(OMMT)为填料,以马来酸酐接枝聚丙烯(MAH-g-PP)为相容剂,分别制备了PP/OMMT和PP/OMMT/Talc纳米复合材料。结果表明,所得PP/OMMT复合材料为蒙脱土剥离或部分剥离的纳米复合材料;PP/OMMT/Talc复合材料的性能优于两种填料分别填充改性的PP材料,且分散及改性效果基本没有互相影响;与传统PP/Talc复合材料相比,制备的PP/OMMT/Talc纳米复合材料在各性能相近或更好的前提下,密度可以减少7%～10%。     

PBA/OMMT制备及其对PA6力学性能的影响

用十二烷基磺酸钠(SDS)将Na基蒙脱土(MMT)改性成有机蒙脱土(OMMT),采用原位聚合法制备了聚丙烯酸丁酯(PBA)/OMMT,并将其按适当比例添加到尼龙6(PA6)中。通过红外光谱仪、差示扫描量热仪等表征了OMMT、PBA/OMMT的结构,并检测了PA6/PBA/OMMT复合材料的力学性能。结果表明:添加5%的PBA/OMMT后,PA6/PBA/OMMT复合材料的拉伸强度提高了23.1%,缺口冲击强度的降低幅度有所减缓。     

PP/PA6/OMMT纳米复合材料制备及其振动力场下发泡性能研究

利用复合引发剂(过氧化二异丙苯/过氧化苯甲酰)自制马来酸酐接枝聚丙烯(PP g MAH)作为相容剂,制备了聚丙烯/聚酰胺6/马来酸酐接枝聚丙烯/纳米有机黏土（PP/PA6/PP g MAH/OMMT）复合材料,研究了相容剂和纳米OMMT含量对复合体系力学性能的影响,并利用自制超临界CO2塑料动态发泡实验装置,研究了发泡温度、转子转速、振动力场对复合材料发泡性能的影响。结果表明,在复合材料配比为PP/PA6/PP g MAH/OMMT=100/30/15/3时,与纯PP相比,复合材料的熔体强度提高了163 %,冲击强度提高了41 %,拉伸强度提高了8.4 %;在剪切力场上叠加振动力场,有助于改善泡孔形状,均化泡孔分布,提高泡孔密度。     

Solid‐state mechanical properties of polypropylene/nylon 6/clay nanocomposites

The mechanical and thermomechanical properties as well as microstructures of polypropylene/nylon 6/clay nanocomposites prepared by varying the loading of PP‐MA compatibilizer and organoclay (OMMT) were investigated. The compatibilizer PP‐MA was used to improve the adhesion between the phases of polymers and the dispersion of OMMT in polymer matrix. Improvement of interfacial adhesion between the PP and PA6 phases occurred after the addition of PP‐MA as confirmed by SEM micrographs. Moreover, as shown by the DSC thermograms and XRD results, the degree of crystallinity of PA6 decreased in the presence of PP‐MA. The presence of OMMT increased the tensile modulus as a function of OMMT loading due to the good dispersion of OMMT in the matrix. The insertion of polymer chains between clay platelets was verified by both XRD and TEM techniques. The viscosity of the nanocomposites decreased as PP‐MA loading increased due to the change in sizes of PA6 dispersed phase, and the viscosity increased as OMMT loading increased due to the interaction between the clay platelets and polymer chains. The clay platelets were located at the interface between PP and PA6 as confirmed by both SEM and TEM. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

HDPE/PA 6/有机蒙脱土复合体系的结构及性能

采用熔融共混法制备高密度聚乙烯(HDPE)/聚酰胺(PA)6/有机蒙脱土(OMMT)多元复合材料,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析了OMMT对HDPE/PA 6体系结构、性能的影响及作用机理。加入的少量OMMT以剥离形态分散在基体中,能起到较好的增容作用,并且改善了材料的冲击性能。但OMMT的加入使材料的熔体流动速率降低,剪切黏度增大。     

有机蒙脱土对PA6/PP合金体系的作用机制及其对材料性能的影响

研究了有机蒙脱土对PA6/PP合金体系的作用机制及其对材料性能的影响。结果表明,OMMT的添加可以提高体系的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量,但冲击强度会有某种程度的下降;OMMT主要分散在PA6连续相中,且当其添加量质量份数低于5%时,可以在PA6相中实现较充分的剥离;OMMT对PA6/PP合金体系有着显著的增容作用,这可能和片层对PP分散相凝聚时的阻隔,以及片层所起到的类似接枝物的增容作用有关;OMMT在PA6基体中被充分剥离后,将有利于使复合体系的拉伸强度、弯曲强度得到提高,但OMMT片层及和片层有关的类似接枝物的存在,将束缚并限制界面层附近PP相的屈服,而使材料冲击韧性下降。     

Effect of clay modification on the morphological,mechanical, and thermal properties of polyamide 6/polypropylene/montmorillonite nanocomposites

Polyamide 6/polypropylene (PA6/PP = 70/30 parts) blends containing 4 phr (parts per hundred resin) of organophilic montmorillonite (OMMT) were prepared by melt compounding. The sodium montmorillonite (Na‐MMT) was modified using three different types of alkyl ammonium salts, namely dodecylamine, 12‐aminolauric acid, and stearylamine. The effect of clay modification on the morphological and mechanical properties of PA6/PP nanocomposites was investigated using x‐ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), tensile, flexural, and impact tests. The thermal properties of PA6/PP nanocomposites were characterized using thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical analysis (DMA), and heat distortion temperature (HDT). XRD and TEM results indicated the formation of exfoliated structure for the PA6/PP nanocomposites prepared using stearylamine modified montmorillonite. On the other hand, a mixture of intercalated and exfoliated structures was found for the PA6/PP nanocomposites prepared using 12‐aminolauric acid and dodecylamine modified montmorillonite. Incorporation of OMMT increased the stiffness but decreased the ductility and toughness of PA6/PP blend. The PA6/PP nanocomposite containing stearylamine modified montmorillonite showed the highest tensile, flexural, and thermal properties among all nanocomposites. This could be attributed to better exfoliated structure in the PA6/PP nanocomposite containing stearylamine modified montmorillonite. The storage modulus and HDT of PA6/PP blend were increased significantly with the incorporation of both Na‐MMT and OMMT. The highest value in both storage modulus and HDT was found in the PA6/PP nanocomposite containing stearylamine modified montmorillonite due to its better exfoliated structure. POLYM. COMPOS., 31:1156–1167, 2010. © 2009 Society of Plastics Engineers     

尼龙6/有机蒙脱土阻燃复合材料的结构与性能

将尼龙6、有机蒙脱土和阻燃剂（氢氧化镁、氨基硅油、十溴联苯醚和三氧化二锑、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐）通过熔融插层法直接制备了尼龙6／有机蒙脱土阻燃复合材料。通过X射线衍射（XRD）、力学性能测试、极限氧指数（LOI）测试研究了蒙脱土在复合材料内的分散、复合材料的力学性能以及阻燃性能。结果表明：氨基硅油与有机蒙脱土具有阻燃协同效应，当氨基硅油和有机蒙脱土质量分数分别为2％和5％时，复合材料的LOI高达34％。氢氧化镁、氨基硅油与有机蒙脱土三者具有极强的阻燃协同效应，当氢氧化镁用量分别为30％、40％、50％时，阻燃复合材料的LOI分别为63％、60％、70％。     

PVC/PA1212/OMMT纳米复合材料的结构与性能

采用熔融插层法制备了聚氯乙烯(PVC)/聚酰胺1212(PA1212)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等分析方法研究了OMMT在聚合物基体中的分布及其对PVC/PA1212复合材料分散相形态和力学性能的影响。结果表明:OMMT以剥离态选择性分布于PA1212相中;OMMT在PVC/PA1212复合材料中起到了细化PA1212的作用,促使PA1212分散更加均匀;适量OMMT的加入提高了PVC/PA1212复合材料的力学性能。     

NE/OMMT纳米复合物与TPPi复配阻燃PP的制备与性能

采用酚醛环氧树脂／有机蒙脱土（NE／OMMT）纳米复合物与亚磷酸三苯酯（TPPi）复配作为阻燃剂，制备了阻燃聚丙烯（PP）；研究了各组分的质量比及用量等对PP的阻燃性能及力学性能的影响；并通过x射线衍射分析（XRD）对材料进行了表征。结果发现，NE／OMMT纳米复合物与TPPi对PP具有很好的协同阻燃作用，当NE、TPPi的质量分数分别为9％、6％，OMMT与NE的质量比为0.06时，PP的氧指数高达36．5％，且力学性能优良。XRD分析结果表明：OMMT经NE插层后，层间距扩大明显，与PP熔融共混后可产生部分剥离。