原位插层聚合法制备共聚酯/蒙脱土纳米复合材料

采用原位插层聚合法,制备了蒙脱土含量较高的共聚酯/蒙脱土纳米复合材料,意在做母料使用,含有该母料的聚合物复合材料的染色性能、吸湿浸润性能、抗静电性能及抗紫外性能等都有所改善。阐述了合适的共聚酯/蒙脱土纳米复合材料的制备工艺,讨论了制备过程中的影响因素,结果发现:在采用酯交换-缩聚反应釜进行原位插层聚合制备共聚酯/蒙脱土纳米复合材料的过程中,蒙脱土在缩聚釜中加入更符合生产实际;缩聚反应的实际过程证明了蒙脱土中含有的金属离子对缩聚反应有催化作用;另外,控制聚合的最终温度不超过278℃。最后,对共聚酯/蒙脱土纳米复合材料的结构进行了表征。     

Thermal analysis of montmorillonites modified with quaternary phosphonium and ammonium surfactants

The thermal stability of seven organically modified montmorillonites (‘organoclays’) has been investigated using differential thermal analysis, differential scanning calorimetry, and thermogravimetry in conjunction with X-ray diffractometry. Six organoclays were synthesised by replacing the interlayer inorganic cations, initially present, with quaternary phosphonium and ammonium surfactant cations. The samples modified with tetrabutylphosphonium (TBP), and butyltriphenylphosphonium (BTPP) ions have an appreciably higher thermal stability than the octadecyltrimethylammonium (ODTMA)-modified clays. Thus, in the case of TBP- and BTPP-modified montmorillonites, the onset temperature of decomposition is close to 300 °C. Samples modified with hexadecyltributylphosphonium (HDTBP) ions have a lower onset temperature of decomposition of 225 °C. In comparison, the onset temperature for ODTMA-montmorillonites (obtained at different concentrations of ODTMA-bromide) ranges from 158 to 222 °C, being highest where the concentration of intercalated surfactant is lowest. The onset temperature for a commercial alkylsilane-treated quaternary ammonium-modified organoclay (S-BEN N-400FP) is 207 °C. The basal spacing of the TBP- and BTPP-modified clays is 1.7–1.8 nm, indicating a monolayer arrangement of quaternary phosphonium ions in the interlayer space, while the value of 2.5 nm for HDTBP-montmorillonite indicates a more open structure. The ODTMA-modified samples have basal spacings ranging from 1.9 to 2.1 nm, indicative of a bilayer to pseudo-trilayer arrangement. The exceptionally high basal spacing of 3.4 nm for the S-BEN N-400FP organoclay might be due to interlayer penetration of organosilane hydrolysis products during synthesis. The thermal properties of organoclays are apparently related to the nature of the surfactants and their arrangement in the interlayer space of montmorillonite.     

Ce~(3+)-聚苯胺/蒙脱土复合材料掺杂环氧涂层的制备及耐腐蚀性能

采用原位插层聚合法合成了聚苯胺/蒙脱土复合材料(PANI/MMT),通过阳离子交换吸附制得了Ce~(3+)-聚苯胺/蒙脱土复合材料(Ce~(3+)-PANI/MMT).随后对所制备的样品进行表征.将PANI,PANL/MMT,Ce~(3+)-PANI/MMT粉末添加到环氧树脂中(质量分数为5%),涂覆在碳钢表面,干燥.将4种涂层浸泡在3.5%NaCl溶液中,通过电化学实验来比较4种涂层的耐蚀性能.研究结果表明,Ce~(3+)-PANI/MMT复合材料掺杂的环氧涂层的耐腐蚀性能最好,且具有一定的自修复性能.     

聚丙烯酰胺／蒙脱土仿贝壳纳米复合材料的制备

研究了电泳沉积制备聚丙烯酰胺／蒙脱土纳米层状复合材料的过程中悬浮液的性能、电泳沉积的参数对材料的制备以及结构的影响。通过改变有机／无机的相对浓度、调节电压和沉积时间，制备出均匀的薄膜。结果表明，随着单体浓度的增加，溶液的zeta电位和电导率降低，溶液变得不稳定。XRD和FTIR表明，单体插层进入蒙脱土的层间后，经过紫外照射而聚合，随着单体浓度的改变，蒙脱土的层间结构发生了变化。通过SEM，可以观察到材料呈现天然贝壳的层状结构。     

粘合体系对天然橡胶复合材料性能的影响

本文以木质纤维素/蒙脱土、炭黑为增强材料,制备了天然橡胶复合材料,探讨了以间苯二酚(R-80)、六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)和新癸酸钴为主要成分的粘合体系对天然橡胶复合材料性能的影响。结果表明:间-甲-钴粘合体系大幅提高了天然橡胶复合材料的焦烧时间(T_(10))和正硫化时间(T_(90)),降低了其硫化速度(V_(C1));力学测试显示,粘合体系对复合材料的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率的影响相当大;提高了复合材料的邵氏A硬度、密度和耐磨性。     

GMA对天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料老化性能的影响

以含双官能团的甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）加入到天然胶（NR）／改性蒙脱土（EMT）体系中，原位反应制备出具有纳米结构的复合材料，进行了抗热氧老化、抗紫外光老化和抗臭氧老化实验。结果表明，GMA与NR和改性蒙脱土同时发生相互作用，形成的复合网络结构有效提高了复合材料的抗老化性能。     

4,4’-二氨基二苯砜固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料反应动力学的研究

选择4,4’-二氨基二苯砜（DDS）作为固化剂,采用非等温DSC法研究了双酚A缩水甘油醚型环氧树脂（E-51）/有机蒙脱土（MMT）纳米复合材料的固化反应动力学,根据Kissinger方程计算出该反应的表观活化能（ΔE）为59.91 kJ/mol,基于Crane方程计算得到该反应的反应级数为0.89,表明该反应为一复杂反应,根据固化反应动力学测试结果确定了E-51/DDS/MMT体系固化成型工艺.     

高分子乳液/蒙脱土杂化物对废纸纤维的增强作用

通过乳液聚合制备了高分子乳液/蒙脱土杂化物,采用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等表征了杂化物的结构。研究了高分子乳液/蒙脱土杂化物对废纤维物理性能和防水性能的影响。结果表明,高分子乳液/蒙脱土杂化物中蒙脱土的分散主要以插层型、剥离型和聚集体的形式存在。当高分子乳液/蒙脱土杂化物中蒙脱土含量为质量分数3%时,它对废纸纤维物理性能的增强效果最好,并能大大提高废纸纤维的防水性能。     

聚氨酯/蒙脱土纳米复合弹性体材料--(Ⅱ)结构及性能的表征

借助锥体磨的研磨剪切外力，将聚醚多元醇插层进入蒙脱土片层中，使其片层间距扩大并发生部分剥离，从而利用本体插层聚合法制备了综合性能优异的聚氨酯／蒙脱土纳米复合弹性体材料。当有机蒙脱土添加量仅为1％时，其拉伸强度比纯聚氨酯弹性体高30％．达到30．2MPa，断裂伸长率也略有增加。TGA及吸水实验分析表明聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料有更高的热失重温度和更低的吸水率．研究了蒙脱土含量对聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料各项性能的影响。