聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

简要介绍蒙脱土晶体结构及聚合物／蒙脱土纳米复合材料形成机理．重点综述纳米复合材料的制备方法、性能、发展方向和应用前景等。     

聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

以蒙脱土／十六烷基三甲基溴化铵作为前驱物负载Ziegler-Natta催化剂，通过插层原位聚合的方法制备了聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料。对聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料的制备规律进行了研究。用透射电镜、扫描电镜、XRD，DSC等手段研究了结构和性能的相互关系，以及蒙脱土的含量对复合材料熔点与结晶行为的影响。研究表明：蒙脱土的片层结构被破坏，并以纳米级均匀分散在聚合物基体中。蒙脱土的质量分数为3％左右时，聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料具有优良的综合性能。     

聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展

综述了聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构类型等,并以尼龙、聚丙烯、聚苯乙烯等聚合物为例,介绍了纳米复合材料的最新研究进展。     

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/有机蒙脱土纳米复合材料研究进展

总结了近年来在聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料的制备、结构与性能等方面的研究进展,并对今后的研究方向及应用前景进行了展望。     

插层法制备环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究

选用有机化蒙脱土，分别利用溶液插层和熔融插层法制备了环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料，研究了上述复合体系的黏度、插层体系的固化反应性及插层方法对于相结构的影响。结果表明：插层剂对环氧树脂在低温时的反应性将产生一定的影响，但在高温反应时的影响不大；其黏度随着蒙脱土的引入而增大，并显现出触变性；采用不同的插层方法均可得到类似的复合体系的相结构。     

乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料的制备方法

由上海交通大学申请的专利（专利号CN1683449，公开日期2005—10—19）“乙丙橡胶／蒙脱土纳米复合材料的制备方法”，涉及的EPR／蒙脱土纳米复合材料由EPR、蒙脱土、插层剂、活性剂、促进剂和硫化剂组成。其制备方法为：首先将EPR、蒙脱土和插层剂加入密炼机（30～120℃）中进行混炼制得一段混炼胶，然后将一段混炼胶、     

环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备与剥离机理研究进展

阐述了蒙脱土的性质及其在基体树脂中的剥离机理、环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备方法。原位插层复合法是制备环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料最常用的方法；有机改性剂、固化剂及固化条件会对蒙脱土在环氧树脂中的剥离与插层行为产生影响；环氧单体聚合过程中产生的弹性力是使蒙脱土片层发生剥离的主要原因。重点介绍了近几年来制备高度剥离型纳米复合材料的方法和工艺，指出蒙脱土在复合材料中的完全均匀剥离仍然是现阶段有待解决的关键问题。     

聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究

采用熔融插层法制备了聚氯乙烯(PVC) /蒙脱土(MMT)纳米复合材料并进行了表征,研究了PVC/MMT纳米复合材料的力学性能。结果表明:PVC进入到有机MMT的片层间形成了纳米复合材料,但PVC不能进入钠基MMT的片层间,形成纳米复合材料;蒙脱土的加入提高了PVC的力学性能,而且PVC/有机MMT纳米复合材料的拉伸和冲击强度总是优于PVC/钠基MMT复合材料;对PVC/有机MMT纳米复合材料而言,复合材料的V型缺口冲击比U型缺口冲击敏感,其力学性能随热处理时间延长而降低,但PVC/有机MMT复合材料比PVC/钠基MMT的抗热性好。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料制备及其性能研究

本文采用蒙脱土纳米材料改性聚氨酯，得到了理想的预期效果。通过单体插层，聚氨酯的单体可插层于蒙脱土中，经过多元醇与异氰酸酯的聚合反应制备了聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料。用蒙脱土纳米材料改性聚氨酯，研究结果表明：蒙脱土纳米材料不仅提高了聚氨酯的模量，同时又使其强度不下降，密度不增大，这是加入其他刚性粒子所达不到的。同时探讨了聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料之所以具有这些优良的力学性能的理论依据。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料研究进展

聚合物/蒙脱土纳米复合材料具备特殊的结构和形态。显示出优异的物理化学性能，因此具有重要的科学意义，本文详细介绍聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备，制备过程热力学与动力学及其结构和性能，并对其应用前景进行了展望。     

PET／蒙脱土纳米复合材料的制备及其性能研究

将十六烷基三甲基溴化铵／聚乙二醇混合物处理的蒙脱土与聚对苯二甲酸乙二醇酯在哈克流变仪上进行熔融复合，制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射以及透射电镜分析表明，蒙脱土层间距明显增大，部分剥离并分散于PET基体中。对其力学性能和热性能的分析发现，当有机化蒙脱土用量为5％(质量含量，下同)时，材料的热变形温度及弯曲模量分别达到154℃和3．335GPa。     

聚己内酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为有机改性剂处理钠基蒙脱土(Na-MMT),制备了有机蒙脱土(CTAB-MMT),再以CTAB-MMT为插层剂,通过熔融挤出制备了聚己内酯(PCL)/CTAB-MMT纳米复合材料。采用SEM和XRD对MMT和纳米复合材料的结构进行了表征,并测试了纳米复合材料的力学性能。结果表明:CTAB-MMT的片层结构比Na-MMT连续性更好,片层间距由原来的1.51nm增加到1.95～3.32nm;CTAB-MMT在PCL基体中分散更均匀;与纯PCL相比,PCL/CTAB-MMT纳米复合材料的拉伸强度提高了10.2%,而弯曲强度提高了19.5%。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合材

聚氨酯／蒙脱土(PU／MMT)纳米复合材料主要是采用插层聚合法合成的1种综合性能优越的新型材料。广角X-射线(WAXD)和透射电镜(TEM)分析结果表明蒙脱土以3～4nm的层间距分散在聚氨酯基体中，因此获得非常有序的插层结构。当PU中加入质量分数为8％的有机蒙脱土(OMMT)时，其拉伸强度提高1．5倍以上，伸长率则提高1．2倍以上；其吸水性随着有机蒙脱土含量的增加而下降，并具有较好的阻隔性。同时热失重分析(TGA)表明，PU／MMT纳米复合材料的热稳定性略有提高。因此，PU／MMT纳米复合材料具有广泛的工业应用前景。     

乳液法聚甲基丙烯酸甲酯／蒙脱土纳米复合材料的合成与表征

利用Na2SiO3的改性机理来纯化Na基蒙脱土,通过调节体系的pH值及其聚合阴离子的作用,使蒙脱土边面带负电荷,有效调节蒙脱土在水中的分散状态,使其与有机阳离子的交换反应充分进行,得到有机蒙脱土的阳离子交换量达115mmol/110g,并且能均匀分散在甲基丙烯酸甲酯9MMA）单体中,借助普通的乳液聚合方法,制备出PMMA／有机蒙脱土纳米复合材料,复合材料经甲苯抽提,FTIR,XRD,TEM,DSC,TGA等一系列分析方法表征,表明有机蒙脱土在PMMA基体中已达到纳米级分散,多数已发生剥离,而且复合材料的热性能较纯PMMA有很大提高,其Tg和Td最大分别提高31．45℃和42．13℃。     

PP／蒙脱土纳米复合材料的性能研究

采用熔融插层法制备出了聚丙烯（PP）／蒙脱土（OMMT）纳米复合材料,研究了蒙脱土的加入量对PP基体力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,蒙脱土的加入有助于提高PP基体的力学性能和阻燃性能。     

聚丙烯／聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料的制备

通过对钠基蒙脱土的有机化处理，有机土与聚苯乙烯的复合，聚苯惭烯／蒙脱土复合材料与聚丙的复合等三个步骤制备出了聚丙烯／聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料。     

超高相对分子质量聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料挤出自增强研究

对超高相对分子质量聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料进行挤出拉伸，得到了高强度、高模量的自增强材料，屈服强度达到356 MPa，比超高相对分子质量聚乙烯提高了17倍。自增强材料具有超常的低温韧性，在液氮中仍难以脆断。SEM分析表明，在自增强材料中沿挤出方向形成了大量的纤维结构。TEM和选区电子衍射(SAED)分析证明，自增强材料中的增强相是伸直链结晶，其截面为50nm～200nm、长度为几μm。DSC分析表明，自增强材料有两个熔点，其中高温熔点为136．4℃，代表着增强相的熔融。