有机累托石的合成及其复合材料的性能

以具有层状硅酸盐结构的粘土累托石（REC）为主体，以不同碳链长度的烷基季铵盐（QAS1，QAS2）及联苯二胺（BZD）为改性剂合成了有机累托石（OREC），采用红外光谱表征了REC及不同OREC的化学结构，采用X－射线衍射方法研究了REC处理产后层间距的变化，结果表明，BZD可以使REC层间距增加到最大，脂肪族季铵亍中，碳链越长，得到的OREC的层间距越大，采用熔融共混法制备了粘土／聚合物复合材料，初步研究了复合材料的力学性能及热性能。结果表明，有机粘土改性后的聚合物力学性能有大幅度提高，OREC及其复合材料的热分解温度较高。     

聚丙烯/有机累托石纳米复合材料制备及性能研究

采用阳离子交换反应法制备了有机累托石(OREC),在聚丙烯(PP)中添加马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)相容剂,通过熔融共混制备了PP/OREC以及PP/聚酰胺6(PA6)/OREC复合材料,对其进行了XRD、TEM表征和力学性能测试,结果表明:OREC能在PP中得到插层和一定程度的剥离;OREC在PP/PA6/OREC中的分散效果及对力学性能的改善要好于PP/OREC;PP-g-MAH的最佳加入量为9%~10%     

有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)复合材料的制备和性能研究

用单体原位插层技术制备了有机累托石/环氧树脂(OREC/EP)复合材料,考察了OREC的加入及其含量对复合材料OREC/EP体系的力学性能、耐介质性能和耐紫外线性能的影响。研究发现:OREC是一种良好的环氧树脂增韧改性剂,OREC的加入可改善复合材料的综合性能。当OREC质量分数为3%时,冲击强度和弯曲强度提高幅度最大,分别为6.25%和8.39%,耐海水性能效果最好;在添加质量分数为1%~7%时,复合材料体系的耐酸(碱)和耐紫外线性能均随OREC含量的增加而上升。     

累托石/膨胀型阻燃剂协同阻燃聚丙烯的研究

以硝酸为酸化剂,氯化钠为钠化剂,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA·Br)为插层剂,采用"酸化-钠化-插层"工艺制备了有机累托石(OREC)。并采用熔融插层法制备了聚丙烯(PP)/膨胀型阻燃剂(IFR)/OREC阻燃复合材料。探讨了OREC对PP膨胀阻燃体系的影响,通过X射线衍射(XRD)、极限氧指数、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对阻燃复合材料的微观结构、阻燃性、热稳定性及成炭情况进行了研究。结果表明：PP高分子链插层进入有机累托石层间,形成了插层型复合材料。OREC与IFR具有明显的协同阻燃性。OREC添加量为2 %时,复合材料的极限氧指数达到31 %,较单独添加IFR时高出4.8 %;与纯PP相比,复合材料残炭量由6 %提高到22 %。SEM分析表明复合材料的成炭性较好。     

累托石纳米复合材料的结构和性能

以具有层状硅酸盐结构的累托石(REC)为主体、烷基季铵盐为改性剂合成了有机累托石(OREC)，以有机累托石和环氧树脂复合制备纳米复合材料。累托石含量在0.8％(w)时，纳米复合材料具有最佳力学和热学性能，其中冲击强度增加120％，断裂伸长率增加330％，玻璃化转变温度提高28℃。用X-小角衍射法、透射电镜和红外吸收光谱研究了材料的微观结构，结果表明层状累托石和环氧树脂发生了化学反应，并观测到层状累托石完全剥离和插层两种结构形态。累托石在低含量时容易形成剥离型。     

阴离子开环原位聚合法制备MC尼龙/累托石复合材料

研究了己内酰胺在甲醇钠催化剂和异氰酸酯助催化剂的存在下,采用季铵盐改性累托石由阴离子开环原位聚合法制备MC尼龙/累托石复合材料的工艺,并讨论了各种反应条件的影响。结果表明,有机累托石改性MC尼龙复合材料的物理性能和力学性能优良,当加入的有机累托石质量分数为5%时,制品的收缩率下降,热变形温度提高27℃,制品具有填料分布均匀、外观光泽优良等优点;制品的冲击强度和拉伸强度都有所提高,其中拉伸强度提高4.9%,冲击强度提高56.8%。综合考虑添加5%的有机累托石改性MC尼龙的力学性能比较理想。     

插层改性水滑石及其对聚丙烯力学和阻燃性的影响

通过离子交换法制备了十二烷基磺酸钠、酒石酸氢钠、衣康酸改性的水滑石和十二烷基磺酸钠/衣康酸、十二烷基磺酸钠/酒石酸氢钠协同改性的水滑石（LDHs），通过熔融插层法制备得到了LDHs/PP复合材料。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）对水滑石的结构和性能进行了分析表征，研究了LDHs/PP复合材料的力学性能和阻燃性。结果表明：上述几种单一和复合有机酸及盐改性剂都能不同程度地扩大水滑石的层间距；采用酸/盐协同改性的水滑石不仅有机基团含量较高，而且层间距大，显著提高PP的弯曲强度和阻燃性，表明酸和盐复合改性水滑石有显著协同作用及改性水滑石与PP基体相容性好。     

有机累托石改性不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的研究

采用有机累托石改性不饱和聚酯，以改性的不饱和聚酯为基体，以两种玻璃布(EW210、CWR400-90)为增强材料，以两个不同凝胶时间的不饱和聚酯树脂体系制备三种有机累托石改性的不饱和聚酯磁璃纤维复合材料(UPB1、UPB2、UPB3)。测试了不饱和聚酯/玻璃纤维的力学性能；研究了复合材料的耐湿热性及耐介质性能；利用扫描电镜及透射电镜分析了复合材料的增强机理。结果表明，采用有机累托石改性不饱和聚酯所制备的不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的综合力学性能优于纯不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料。     

改性累托石对凝胶电解质组分相互作用的影响

用十二烷基二甲基苄基氯化铵改性天然黏土累托石,得到有机改性累托石(organic modified rectorite,OREC),再用OREC改性液体和凝胶电解质.通过研究电导率及粘度变化以及红外分析,考察制备凝胶聚合物电解质的有机溶剂碳酸丙烯酯(propylene carbonate,PC)、高氯酸锂和OREC间存在的相互作用.结果表明:PC与OREC表面Si OH存在强烈氢键作用,大幅度提高了凝胶聚合物电解质的粘度,添加一定量的OREC,可提高复合凝胶聚合物电解质的离子电导率.     

环氧树脂/有机累托石纳米复合材料的研究

用十二烷基二甲基苄基氯化铵对累托石进行有机化处理，采用不同量的有机累托石与环氧树脂进行原位插层聚合，制得环氧树脂／有机累托石纳米复合材料，采用红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析、差示扫描量热分析和力学性能测试研究了有机累托石在环氧树脂中的分散性、纳米复合材料的力学性能和热性能。结果表明，有机累托石含量为3份时纳米复合材料的综合性能最佳，冲击强度和弯曲强度分别提高40％和33％；热变形温度和玻璃化转变温度分别提高30℃和11．5℃；而其热稳定性与纳米累托石粒子的分布和界面作用有关。     

聚偏氟乙烯/有机累托土纳米复合超滤膜的制备、表征和性能研究

用溶液插层法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/有机累托土(OREC)纳米复合超滤膜,研究了OREC含量对复合膜力学性能、表面粗糙度、微观形貌、结晶行为和亲水性的影响,并测定了复合膜的性能。结果表明:OREC的加入对复合膜微观形貌有重要影响,使膜的孔隙率从44.6%增加至71.3%;OREC的加入有利于PVDF中亲水性β相的生成,在其含量较高时能显著提高复合膜的表面粗糙度和表面亲水性,并能同时提高复合膜的纯水通量和蛋白截留率;刚性OREC片层的加入,能显著改善复合膜的力学性能,对弹性模量的增强尤为明显,可达纯PVDF膜的5.8倍。     

Morphology and thermal/mechanical properties of alkyl‐imidazolium‐treated rectorite/epoxy nanocomposites

A novel organic rectorite (OREC) was prepared by treating the natural sodium‐rectorite (Na‐REC) with ionic liquid 1‐hexadecyl‐3‐methylimidazolium bromide ([C₁₆mim]Br). X‐ray diffraction (XRD) analysis showed that the interlayer spacing of the OREC was expanded from 2.23nm to 3.14nm. Furthermore, two types of OREC/epoxy nanocomposites were prepared by using epoxy resin (EP) as matrix, 2‐ethyl‐4‐methylimidazole (2‐E‐4‐MI) and tung oil anhydride (TOA) as curing agents, respectively. XRD and transmission electron microscope (TEM) analysis showed that the intercalated nanocomposite was obtained with addition of the curing agent 2‐E‐4‐MI, and the exfoliated nanocomposite was obtained with addition of the curing agent TOA when the OREC content was less than 2 wt %. For the exfoliated nanocomposite, the mechanical and thermal property tests indicated that it had the highest improvement when OREC content was 2 wt% in EP. Compared to pure EP, 60.3% improvement in tensile strength, 26.7% improvement in bending strength, 34% improvement in bending modulus, 14°C improvement in thermal decomposition temperature (T_d) and 5.7°C improvement in glass transition temperature (T_g) were achieved. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

辐照交联PVC/环氧树脂固化复合发泡材料的制备及性能

采用熔融共混法和辐照交联工艺成功制备了一系列聚氯乙烯(PVC)/环氧树脂(E-12)/马来海松酸酐(MPA)复合发泡材料。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和核磁共振仪(¹H-NMR、¹³C-NMR)表征了MPA的化学结构;通过凝胶含量、力学性能、扫描电子显微镜(SEM)和吸水率等试验,探究了E-12/MPA(EM)固化物含量对PVC/E-12/MPA复合发泡材料性能的影响。结果表明,当EM固化物含量为10%(质量分数,下同)时,PVC/E-12/MPA复合发泡材料的凝胶含量为42.3%,较改性前提高了9.9%,拉伸强度提高了23.4%,压缩强度提高了26.7%,压缩模量提高了32.5%;断裂伸长率从286.11%降至217.68%,吸水率从改性前1.5%增至3.4%,同时具有优异的泡孔结构。     

聚丙烯共混改性体系力学性能研究

首先分别采用乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)、有机改性的天然累托石粘土(OREC)与经过表面处理的两种晶须：硼酸铝、钛酸钾与均聚聚丙烯(PP)进行二元熔融共混改性，其次采用两种改性剂对PP进行三元共混改性。结果表明：弹性体虽能增加聚丙烯的韧性，但是其拉伸强度有相当大下降，粘土虽能同时提高聚丙烯的韧性与强度，但是增韧的幅度有限，晶须增强、增韧效果较差。POE与OREC对PP有协同增强增韧作用，三元共混体系POE／OREC／PP在适当配比时的力学性能有较大幅度的改善，其冲击性能比纯PP提高204．％，比二元体系POE／PP提高15．6％，拉伸强度比纯PP下降15．6％，比二元体系POE／PP提高22．6％。     

Structure and properties of an organic rectorite/poly(methyl methacrylate) nanocomposite gel polymer electrolyte by in situ synthesis

The synthesis of organic‐modified rectorite (OREC)/polymethyl methacrylate (PMMA) nanocomposite gel polymer electrolyte (NGPE) via in situ polymerization was investigated using free radical initiator in an solution, in which organic plasticizer, propylene carbonate(PC) acted as a solvent. A serious of NGPE membranes with different OREC content were prepared and characterized. The dispersion and exfoliation statuses of the OREC in the prepared NGPE membranes were analyzed through X‐ray diffraction (XRD) and transmission electron microscope (TEM), and the results indicated that for the NGPE with 5 wt % OREC membrane, OREC was partly exfoliated and well dispersed in the gel polymer electrolyte system. The electrochemical properties of the NGPE were determined by alternating current (AC) impedance spectroscopy, which illustrated that the ionic conductivity of the nanocomposite gel polymer electrolyte firstly increased and then decreased with increasing OREC content. Meanwhile, the maximum value of ionic conductivity for nanocomposite gel polymer electrolytes was obtained when organic clay amount was 5 wt %. The interactions among the components of the NGPE were investigated by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. It was shown that there were specific interactions between OREC and the other components, which may influence the conductivity and the stability of GPEs. Finally, an thermal stability enhancement was presented by NGPE with 5 wt % OREC compared with GPE, which was determined by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

环氧树脂／超细膨润土复合材料的物理力学性能

采用TG-TA法、SEM、XRD、力学性能及电性能测试等方法对有机胺插入超细膨润土有机复合体与环氧树脂固化体系的结构与性能进行了研究,结果表明,膨润土/胺有机复合体与环氧树脂固化复合时,可形成层间固化与层外固化相结合的结构,所得复合材料的力学性能、电性能得到改善。其中有机活化膨润土/环氧树脂复合材料各项性能改善更加显著,在膨润土含量50%时,与未处理膨润土/环氧树脂复合材料相比,其拉伸强度约提高60%,拉伸模量约提高120%,而材料的弯曲强度和模量约分别提高40%和30%,冲击强度约提高30%;材料的体积电阻系数和表面电阻系数约分别提高8倍和12倍。