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。     

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。     

HIPS/OMMT复合材料在不同燃烧模式下的阻燃特性

采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)复合材料,分别用锥形量热仪、氧指数和UL-94 3种方法测试表征材料的阻燃特性。结果表明,锥形量热仪试验表征材料阻燃特性,得到有机蒙脱土对材料阻燃性较好,而在氧指数法和UL-94测试方法下有机蒙脱土对材料阻燃性较差。分析表明,不同测试方法所对应的燃烧模式不同,由于不同燃烧模式的影响,材料的阻燃机理发生不同作用,导致材料阻燃特性表征结果不同。根据插层复合材料的阻燃机理,结合不同燃烧模式下炭渣的热失重分析,讨论了材料的特殊结构与燃烧条件的相互作用,解释了表征结果差别与燃烧条件的关系。     

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。     

热塑性淀粉基复合材料的制备及性能研究

以丙三醇(甘油)作为塑化剂对淀粉进行塑化,得到热塑性淀粉(TPS),以聚乙烯醇(PVA)和有机蒙脱土(OMMT)作为变量,制备TPS/PVA/MMT复合材料.采用X-射线衍射(XRD)表征了TPS/PVA/MMT复合材料和OMMT的晶层结构.使用扫描电镜(SEM)观察了玉米淀粉、TPS及TPS/PVA/MMT复合材料的微观结构.研究结果表明,机械共混法使TPS有效地插层到了OMMT的片层中,随着OMMT含量的增加,TPS/PVA/MMT复合材料的力学性能在升高,吸水性能在不断降低.当OMMT含量为5%时,TPS/PVA/MMT复合材料的力学性能和耐水性都达到了最好.     

蒙脱土/尼龙6复合材料的阻燃性能和力学性能

通过挤出注塑的方法制备了尼龙6(PA6)/蒙脱土插层复合材料,并考察了材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,红磷加入PA6/OMMT复合材料后,无熔滴现象并且阻燃级别达到FH-1;当有机蒙脱土用量为质量分数5%~7%时,该复合材料的综合性能较好。     

蒙脱土-氨基树脂纳米复合材料的制备及表征

以天然蒙脱土(MMT)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的有机蒙脱土(OMMT)为原料,用具有阻燃性质的三聚氰胺、双氰胺-甲醛树脂缩合物(MDFP)作为插层剂与蒙脱土层间的阳离子进行交换,优化反应条件(改性时间、温度及质量配比) ,制备出层间距不同的蒙脱土-氨基树脂纳米复合材料,用XRD、FT - IR对产物进行表征.结果表明, 三聚氰胺、双氰胺树脂缩合物已成功插层进入到两种蒙脱土层间.在50～70 ℃的水浴下加热,质量配料比小于10%,反应4 h的实验效果最好,有利于制备插层型或插层-剥离型蒙脱土-氨基树脂纳米复合材料.     

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。     

W/W型PAM–MMT乳液的制备及性能研究

为了提高以明胶为稳定剂分散聚合制备的聚丙烯酰胺"水包水"(W/W型PAM)乳液的絮凝性能,首先,采用阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(methacrylatoethyl trimethyl ammonium chloride, DMC)对钠基蒙脱土(sodium-montmorillonite, Na–MMT)进行插层改性制备有机蒙脱土(organic montmorillonite, OMMT),通过X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)测试得到插层改性后蒙脱土的层间距由1.25 nm增加至1.43 nm,说明DMC单体已经成功插层进入蒙脱土片层。然后,将OMMT引入以明胶为稳定剂的W/W型PAM乳液的体系中,以制备W/W型PAM–MMT乳液。通过透射电镜(transmission electron microscope, TEM)乳液微观形貌进行观察,得到乳液结构是由以蒙脱土颗粒为"交联点"的聚丙烯酰胺高分子网络和W/W型PAM乳液的混合体。研究了OMMT用量、明胶浓度、体系pH值以及阳离子单体DMC添加比例对合成W/W型PAM–MMT乳液性能的影响规律。结果显示:在适宜条件下合成的乳液均具有较好的储存稳定性和在水中的再分散性。乳液的表观黏度和絮凝性能都与OMMT和明胶用量呈正相关性;当pH值在明胶等电点(isoelectric point,IEP)时,得到的乳液的表观黏度最低,絮凝效果最好;随着DMC单体用量比例增大,乳液表观黏度减小,高岭土悬浮液的絮凝效果先增大后减小。     

Al(OH)_3对SEBS/PP/OMMT插层复合体系性能的影响

通过熔融共混法制备了氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)/聚丙乙烯(PP)/Al(OH)3/有机蒙脱土(OMMT)复合材料,并采用锥形量热仪、拉伸测试仪等测试了材料的阻燃性能和力学性能。测试结果表明,添加Al(OH)3,使SEBS/PP/OMMT复合材料的热释放速率、峰值热释放速率和总热释放显著降低,且随着Al(OH)3添加量的增加,复合材料的峰值热释放速率降低愈明显;体系中OMMT和Al(OH)3添加量(质量分数)均在10%时复合材料的综合性能最佳。     

有机化蒙脱土对SBS改性沥青热氧老化性能的影响

将有机化蒙脱土(OMMT)与SBS改性沥青熔融共混,制备了OMMT/SBS改性沥青。利用X-射线衍射(XRD)分析了OMMT/SBS改性沥青的微观结构。通过长期热氧老化实验研究了OMMT对SBS改性沥青热氧老化行为的影响。XRD分析表明,OMMT/SBS改性沥青形成了剥离型纳米复合结构。热氧老化试验结果显示,OMMT可显著减少SBS改性沥青软化点和粘度的增加,提高其残留延度比和残留针入度比,明显改善了SBS改性沥青耐热氧老化性能。     

有机蒙脱土/SBS改性沥青的制备与性能研究

采用熔融插层法制备了有机蒙脱土(OMMT)/SBS改性沥青,利用XRD和荧光显微镜表征了OMMT/SBS改性沥青的微观结构,研究了OMMT对SBS改性沥青物理性能和老化性能的影响。结果表明:OMMT与SBS改性沥青形成了剥离型纳米复合结构,并且OMMT可起到交联中心的作用,有利于SBS交联网络在沥青中的形成;OMMT可有效提高SBS改性沥青的粘度和软化点。与SBS改性沥青相比,在PAV老化后,OMMT/SBS改性沥青粘度增加率小、残留针入度比高,表现出优良的耐老化性能。     

纳米碳纤维掺杂量与取向对纳米碳纤维/乙烯-醋酸乙烯酯复合材料介电性能的影响

通过微波法化学镀镍对纳米碳纤维(CNFs)进行表面改性,采用熔融共混法将表面改性的CNFs与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合制备CNFs/EVA复合材料,在模压交联过程中对复合材料施加磁场,使表面镀镍的CNFs在复合材料基体中沿磁场方向取向;用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)观察表面改性前后CNFs表面形貌和结构、复合材料内部微观结构及取向情况;用宽频介电谱仪与阻抗谱仪对复合材料进行介电谱测试,研究了CNFs的取向与掺杂量对复合材料介电性能的影响,并用四探针法测量复合材料的体电阻率。研究结果表明,掺杂量和是否取向对复合材料介电性能影响较大;CNFs掺杂质量分数为0.5%时,取向复合材料相对介电常数最低,施加磁场取向不会增加复合材料的介电损耗,少量掺杂即可大幅降低复合材料的体电阻率。     

PBA—OMMT／P（MMA—ITA）纳米复合材料的制备与表征

本文采用原位乳液聚合方法制备了聚丙烯酸丁酯一有机蒙脱土／聚（甲基丙烯酸甲酯-衣康酸）（PBA—OMMT／P（MMA-1TA）纳米复合材料。利用X-射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）对复合材料进行了表征。结果表明：单体已插层进人有机蒙脱土层间发生聚合反应,使有机蒙脱土片层间距由原来的0．59nm增加到0．88nm以上,且有机蒙脱土的加入能够显著提高纳米复合材料的玻璃化转变温度（Tg）和热稳定性能。     

纳米蒙脱土的制备及在超高分子量聚乙烯中的应用

采用插层聚合方法,用苯乙烯(ST)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)等单体,对蒙脱土进行了层间改性,并与聚合物共混挤出制备了纳米复合材料。通过X射线衍射仪、转矩流变仪、红外光谱仪等仪器,对改性蒙脱土的层间结构进行的表征可知,随着单体插层、层间聚合、熔融共混的进行,蒙脱土的层间距从1.470 nm逐渐增大至2.643 nm,最终消失,表明蒙脱土发生了层间剥离,与子聚合物形成了纳米复合材料;改性前后蒙脱土的红外谱图在1465~1440 cm-1和2910~2830 cm-1处的特征峰发生了明显的变化,这从分子结构上证明了蒙脱土的改性。同时比较了添加不同改性蒙脱土的超高分子量聚乙烯的扭矩变化,3种单体改性的蒙脱土均能有效降低聚合物扭矩,其中苯乙烯单体插层聚合改性的蒙脱土对聚合物体系扭矩影响最大。     

等离子体接枝 EVA 共聚物阻燃性能的表征

研究了采用等离子体接枝技术赋予聚合物表面以阻燃性能的新途径采用不同ＶＡ含量的ＥＶＡ共聚物分别接枝丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰胺单体，再进行皂化反应、金属离子交换反应，并对接枝物进行了较全面的阻燃性能表征本工作表明等离子体接枝确是一个值得研究和开发的新型阻燃途径