蒙脱土纳米复合材料

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热塑性弹性体/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能

热塑性弹性体/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能
无 机纳 米材 料 作 填料 时 , 由于纳 米 粒子 大 的 比表 面积 、 良好 的分 散 性 , 即使 添 加 的质 量 分数 小 于 5 也 %
能 大 大提高 材料 的性 能 l J 4 。目前 , 胶 与蒙 脱土 复合 体 系 已有 大 量 报道 , 对 于 热 塑性 弹 性 体纳 米 对橡 而
( R 1本 理学 ) C K X D, 3 , u a射 线 , 描速 度 6/ n J O I 1 透射 电子显 微 镜 ( E 1本 电子 ) 样 品 扫  ̄mi;E L O 1型 T M, 3 , 用超 薄切 片机切 成厚 度为几 十 纳米 的薄 片 , 后用 R O 染 色 ; S R N 1 2 然 u I T O 1 1型 电子 拉 伸试 验 机 ( 国 N 英 I S R N公 司 ) 拉伸 速度是 10 m / i , 2 二 NT O , 0 m m n 在 0 c 下测 试 , I 试样 宽度是 4 m 每个 试 样至 少 测试 5次 ; m,
脱 土纳米 复合 材料 , 研究 了蒙 脱土 的有 机改 性对 材料 性 能 的影 响 , 比较 了不 同橡 塑 比下 体系 的力 学性 能 x射线衍射 ( R ) X D 和透射电镜( E 表明通过有 机改性 , 动态硫化 的方法 可制备插 层型结 构 的聚烯 烃纳 T M) 用 米复合材料 ( P O T V MMT 。在 m( P M)m( P 7 :0条 件下 ,P O MT纳米 复合材 料的拉伸强度 比未改 ) E D : P )= 03 TV M 性的提高 3 % , 3 比未加入蒙脱 土的热塑性 弹性 体 ( P 提高 5 % 。T V M T V) 5 P O MT在 一 0℃ 的贮 能模 量 比 , V 8 I ' P 增大 3 % , 5 其橡胶相 的玻璃化转变温度则 比 T V提高约 8℃ ,P O T的复合粘度 比 T v明显下降。此外 . P T V MM P 随橡塑 比的增加 , 加入蒙脱 土的体系拉伸强度增大。

蒙脱土插层纳米复合材料改性涂料研究

蒙脱土插层纳米复合材料改性涂料研究


要 :采用双子季铵盐 (e ii G mn C6 )表 面活性 剂和十六烷基 三甲基溴化铵 (T B C A )表 面活
性 剂 分 别与 钠 基 蒙脱 土 ( a MMT 进 行 阳 离子 交换 后 ,制 备 了新 的有 机 蒙脱 土 (e ii 『 N— ) G mn C MMT和 C AB MMT ,通过 x 线衍 射 ( D 、透射 电镜 (E T — ) 射 XR ) T M) 等 对有 机 蒙脱 土进 行表 征 并 对其 分 散 性做 了测试 。 又用 蒙脱 土插 层 纳 米 复合 材 料 改性 水性 涂 料 ,并进 行 了性 能 测试 表征 ,
层 剂异 丙醇 ,恒 定 温度反 应 3 后 可得 到分 散 均匀 h
的蒙脱 土插层 改性 纳米浆 料 。
耐磨性等) 、阻隔性 、耐热性 、阻燃 等多方面的
性 能都 得到 显著提 高 本 研 究 用 一 种 新 型 的 双 子 季 铵 盐 ( e ii G mn
c) 。和十六烷基三甲基溴化铵( T B 分别与钠基 CA )
土 可分 离 成 片 层 ,径/ 比一 般 为 20 厚 5 ,最 大可 达 10 ,因此 具 有极 高 的 比表 面积 ,从 而 赋 予 复合 00 材料 优异 的增强性 能 。 蒙脱 土 由于有 大 的 比表 面 积 、很 强 的 阳离 子
收稿 日期:0 1 2 8 2 1— —
蒙脱土的亲水性是 由于其层问有水化的无机 离子【 为了确保在制备纳米复合材料 中聚合物 7 l 。 和蒙脱土有良好的相容性 ,将蒙脱土有机化改性
公 司 的 S TQ 0 型 热重 分 析 仪 ,扫 描 温 度 范 围 D 60 3 — 0 ̄ 0 50C,升温速 率 1 ̄/ i,在氮气 氛 中进行 。 0Cr n a

《新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究》范文

《新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究》范文

《新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究》篇一新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究一、引言随着科技的发展和环境保护意识的提高,新型的环保材料成为了研究的热点。

聚碳酸亚丙酯(PPC)作为一种生物降解性塑料,具有优异的物理性能和生物相容性,但其仍存在降解速度较慢的问题。

为了解决这一问题,本文通过引入蒙脱土(MMT)制备了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料(PPC/MMT),并对其制备工艺、性能及降解行为进行了深入研究。

二、材料制备1. 原料选择选用聚碳酸亚丙酯树脂、蒙脱土、有机改性剂等为原料。

2. 制备工艺将蒙脱土进行有机改性处理,以提高其与聚碳酸亚丙酯的相容性。

然后,将改性后的蒙脱土与聚碳酸亚丙酯树脂进行熔融共混,制备出聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料。

三、材料性能研究1. 结构分析通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段,对聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的结构进行分析。

结果表明,蒙脱土在聚碳酸亚丙酯基体中实现了纳米级分散,形成了纳米复合结构。

2. 力学性能测试了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能。

结果表明,蒙脱土的加入显著提高了聚碳酸亚丙酯的力学性能。

3. 热稳定性通过热重分析(TGA)等方法,研究了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的热稳定性。

结果表明,蒙脱土的加入提高了复合材料的热稳定性。

四、降解行为研究1. 实验方法将聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料置于模拟自然环境条件下,定期观察其降解情况,并记录质量损失、形态变化等数据。

2. 降解过程及机制聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料在模拟自然环境条件下,表现出良好的生物降解性。

蒙脱土的加入加速了聚碳酸亚丙酯的降解过程,使其在较短的时间内完成了质量损失和形态变化。

降解机制主要为微生物作用和光氧化作用。

五、结论本文成功制备了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料,并对其制备工艺、性能及降解行为进行了深入研究。

P(MMA—MAA)/有机蒙脱土纳米复合材料的研究

P(MMA—MAA)/有机蒙脱土纳米复合材料的研究

M o i cto f e c l b r n olme aeil, l g fM ae il in ea dEn ie rn , d f aino Ch mia esa d P y r i Fi M tras Co l eo e tra e c n gn e ig Don h aUnv ri , a g a 2 6 0) Sc g u iest Sh n h i 012 y Ab ta t Emu so olme iain wa d pe n tep e a aino oy meh lmeh cylt/ t y c yi cd/ ra - sr c lin p y rz t s a o td i h r p rto fp ( t y ta r aemeh la r l a i)og n monmo io i o c t rl nt l e
OM M T c ne ta dr ah dma mu v lewh nteOM M q c ne t s uPo Th d iino ec mo o rmeh cyaeM AA)as n a c d o tn n e c e xi m au e h ’ o tn Wa 7 ,/ ea dto ft o n mc t a rlt( h loe h e n
(( P MMA- MAA) M MT n n c , p st X・a i rcin XRD) n rn mi in ee to c o c p ( E ) r u e o c a a tr e te / O ) a o on o i e ry df a t ( o a d t s s o lcr n mi s o y T M wee s d t h rce i h a s r z
mo p o o y a dsrcue f h a o o o i s T etema s bly wa x mi d b emo rV me i a a s ( GA IWa h w dta b t r h l g n t trs e n n c mp s e h r l t it s a n y t r g a i t c n l i T u ot t h a i e e h r y s ) t s s o e t oh h

蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用1

蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用1

40塑料科技H.ASnCSSCI.&‘IECHNOIDGY№3(SLlIll.161)JLllle20()4,庐坏4吻曝舅评述舅蹩溉;炀∥‘文章编号:1005.3360(2004)03删0·06蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用n’刘盘阁,宫同华,王月欣,刘国栋,瞿雄伟旺’(河北工业大学高分子科学与工程研究所,天津300130)摘要:对蒙脱土的晶层结构、分散性、流变性及表面修饰进行了系统的评述。

蒙脱土片层含有kwis酸点及过渡金属离子可用于烯类单体的催化聚合反应;自从丰田汽车公司使用尼龙一6/粘土纳米复合材料以来,蒙脱土(具有膨润性的粘土)在聚合物基纳米复合材料中的研究和应用正越来越受到世人的关注。

对蒙脱土/聚合物纳米复合材料的制备方法及其进展也进行了综述。

关键词:蒙脱土;纳米复合材料;催化效应;插层聚合中图分类号:呷050.43文献标识码:A纳米复合材料(Nalloc唧sites)概念是RoyR【1120世纪80年代中期提出的,指的是分散相尺度至少有一维小于100砌的复合材料。

由于纳米粒子具有大的比表面积,表面原子数、表面能和表面张力随粒径下降急剧上升,使其与基体有强烈的界面相互作用,其性能显著优于相同组分常规复合材料的物理力学性能瞳’31;纳米粒子还可赋予复合材料热、磁、光特性和尺寸稳定性。

因此,制备纳米复合材料是获得高性能材料的重要方法之一。

可采用溶胶.凝胶法(S01.gel)H“】、共混法n’8】、层间插入法(插层法)归。

141等方法制备得到。

许多无机物如硅酸盐类蒙脱土、磷酸盐类、石墨、金属氧化物、二硫化物、三硫化物等具有典型的层状结构,可以嵌入有机物【15,16】。

从研究的广度和深度以及工业化前景角度看,聚合物基纳米复合材料主要集中于聚合物/蒙脱土纳米复合材料。

1蒙脱土结构及其理化性能蒙脱土(Mon廿110rillonite,以下简称为M册)属2:1型层状硅酸盐,其结构单元主要是二维向排列的S卜O四面体和二维向排列的m(或Mg)一沪OH八面体(1)河北省自然科学基金资助项目(201006)(2)联系人作者简介:刘盘阁(1967一),女,实验师;收稿日期:2004.02.24片。

宽峰聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备

宽峰聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备
料 来获得 同时具有 优异 力学 性能 和加 工性 能 的材
料 。宽峰 P E由高分 子质 量部 分 和低 分 子 质 量部 分组 成 , 高分 子质 量 部 分 提供 良好 的物 理 机 械性
能, 低 分子 质量 部分 提供 良好 的加 工性 能 , 因而有
着普通 P E产 品不可 替代 的优 点[ 5 ] 。本 文 采用 蒙 脱土( MMT) 与 二 氯化 镁 ( Mg C 1 。 ) 作 为双 载 体 制
1 . 2 主 要仪器
度提高, 但 出现 的 问题 是 加 工 温 度 提 高及 加 工 温
度 范 围变窄 , 这些 缺 陷会 对 材 料 的加 工 性 能 及 材
料 整体 性能 造成不 利 的影 响 。笔者试 图通 过改 变 其 相对 分子 质 量 分 布 , 制备宽峰 P E 纳米 复 合 材
研 究 ・开 发
Hale Waihona Puke 弹 性 体 C , H 2 0 I N 1 3 A — 0 4 — E 2 I 5 A , 2 S 3 r ( 2 0 ) M : 4 E 7 R ~ I C 5 S 1
宽 峰 聚 乙烯/ 蒙 脱 土 纳 米 复 合 材 料 的 制 备
卢春 华 , 万晓 军。 , 王安 利。 , 李海 东
X _ 射线衍 射 仪 ( X RD ) : R i g a k u D/ MAX - 2 5 0 0 P C, 日本 Ri g a k u公 司 ; 万能材料 试验机: I N—
S T RO N一 1 1 2 1 , 英国 1 NS TRO N公司; 凝 胶 色谱 测
试 分析 ( GP C) : P OL YME R L AB 2 2 0 , 英国 P L公 司; 熔体流动指数仪 : 4 0 0 - C型 , 吉 林 大 学 科 教 仪

NBR/PP/蒙脱土纳米复合体系的制备和性能研究

NBR/PP/蒙脱土纳米复合体系的制备和性能研究
维普资讯
பைடு நூலகம்
研究 与检测 ・ ee r n e t R s ac A d s h T
编者 按:聚 丙烯在 注塑 、薄膜和 纤维生产 中被 广泛应 用 ,不过其也存 在许 多不足 而
影 响 应 用 范 围进 一 步 扩 大 : 譬如 改进 其 韧 性 不足 的缺 点 ,共 聚 改 性 则是 一 种理 想 方 法 。
5 t a d PP g— W % n — AA s 1 W t . i 0 %
K e wo d :Poy o yln Acyi cd M o t rlo i NBR Na o o y rs l prp e e rl a i c nmo ilnt e n c mpo i st e
当十六烷基三 甲基溴化铵 (TB CA )改性的蒙脱土用量为5t W %、P.一 用量为 lW%时,NRP/ Pg从 Ot B/P蒙脱土纳米复合材料的断裂伸长率提
高2 %,拉伸强度提高l %,撕裂强度提高8 %。 0 0 O 关键词 ・聚丙烯 丙烯酸 蒙脱土 丁腈橡胶 纳米复合材 料
Absr c :T t a t NBR/ o o i swe ep e a e i l b e d n . n wh c o i — h s r f c p l m e f — — PP c mp s t r r p r d v a me t l n i g i i h s ld p a eg a t o o y ro PP g AA s d a o a i iie . e u e sc mp t lz r b
mee o o iewa n ra eb 0 tn ies e g hice s y 1 % ,e rs e ghb 0 wh n tec ne t fM M Tm o ie t TB i tr mp st sice s y2 % e sl t n t n r aeb 0 c r ta t n t y 8 % r e o tnso h df dwi CA s i h

聚酯/蒙脱土纳米复合材料的制造与应用

聚酯/蒙脱土纳米复合材料的制造与应用


山 油
化 纤
第 2 卷 1
晶胞 内电荷 出现不平 衡 , 即产 生过 剩 的负 电荷 , 结 果蒙 脱 土晶层 表 面带 负 电荷 , 而 使 晶层 具 有 吸 从 附 阳离子 的能 力 , 因此 导致 层 间补偿 电荷 阳离 并 子 的充填 蒙脱 土 晶层 间所 吸附 的阳离 子是 可交 换 的, 们 能 与溶 液 中 的 阳 离子 进 行 当 量交 换 。 它 根据 层 间可交换 性 阳离 子 的种 类 , 蒙脱 土分 为 钠 基、 基、 钙 镁基 、 锂基 等 类 型 … 。蒙 脱 土 的 晶 层 厚度 约 为 ln 层 间 距 为 n2—0511 由于 钠 m, . 1 。 1 1 基 蒙 脱 土的膨胀 性 和 阳离 子交 换 性 高 , 水 中 的 在 分 散性 和热稳 定 性好 , 因此 , 制备 聚合 物/ 蒙脱 土
比, 加工方便 , 易于 工业化应用 , 但复合材料 的性
能 较差 。
伊 士 曼公 司 ( ata hmi l o pn ) Esm nC e c m ay 的 aC
Gle Jh l r i r onWa e 等人 主要研究 了熔体插层 法 m . k
聚酯/ 脱 土纳米 复合 材料 的制备 技术 , 蒙 包括 采用
鬟 ●● r . 瓣 { _ ●
硅 氧四 面体 可交换 阳离 子 娃 氧 四面体
铝 氧八 面体 ( 部丹铝 被罐取 代
产业化应用前景而备受关注。尤其是 聚合物/ 蒙 脱土纳米复合材料 , 已成为聚合物基复合材料 的
热 点研究 领域 。本 文 主要 阐述 聚 酯/ 蒙脱 土
然后 加入 翁盐 进行 插层处 理 , 通过 离子交 换 , 钠基 蒙脱 土层 间的 金 属 阳 离 子 ( 主要 是 N ) 翁 离 a 被
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聚合物/蒙脱土纳米复合材料
蒙脱土纳米复合材料:蒙脱土纳米复合材料是目前研究最多,工业化应用前景好的一种聚合物基纳米复合材料。

纳米蒙脱土系蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成,平均晶片厚度小于25 nm,蒙脱石含量大于95%。

具有层状结构的蒙脱土是制备成纳米复合材料的理想天然矿物。

蒙脱土是一种层状硅酸盐,结构片层由硅氧四面体亚层和铝氧八面体构成,厚0.66nm左右,片层之间通过NA+、Ca2+等金属阳离子形成的微弱静电作用结合在一起,一个片层与一个阳离子层构成MMT的结构单元,厚度为1.25纳米(阳离子为钠离子)左右。

结构:蒙脱土的化学式为:Mn+x/n[Al4.0-xMgx](Si8.0)O20(OH)4·yH2O,属于2:1型层状硅酸盐,即每个单位晶胞由2个硅氧四面体晶片间夹带一个铝氧八面体晶片构成三明治状结构[3],二者之间靠共用氧原子连接,每层厚度约为1 nm。

性能:聚合物/蒙脱土纳米复合材料是目前新兴的一种聚合物基无机纳米复合材料。

与常规复合材料相比,具有以下特点:只需很少的填料April 质量分数),即可使复合材料具有相当高的强度、弹性模量、韧性及阻隔性能;具有优良的热稳定性及尺寸稳定性;其力学性能有优于纤维增强聚合物系,因为层状硅酸盐可以在二维方向上起增强作用;由于硅酸盐呈片层平面取向,因此膜材有很高的阻隔性;层状硅酸盐蒙脱土天然存在有丰富的资源且价格低廉。

故聚合物/蒙脱土纳米复合材料成为近年来新材料和功能材料领域中研究的热点之一。

纳米蒙脱土系蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成,平均晶片厚度小于25 nm,蒙脱石含量大于95%。

具有良好的分散性能,可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂,提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等,从而起到增强聚合物综合物理性能的作用,同时改善物料加工性能。

在聚合物中的应用可以在聚合物时添加,也可以在熔融时共混添加(通常采用螺杆共混)。

制备:插层复合是制备此类纳米复合材料的最重要的方法之一,它是将聚合物插层于层状结构的填料中从而获得纳米量级的复合材料。

它主要有原位插层聚合法和聚合物插层法两种方式。

聚合物插层法又可分为聚合物溶液插层、聚合物熔融插层、聚合物乳液插层三种。

此外,有人用超声波法制备此类纳米复合材料,而且紫外光固化法也有可能成为制备此类复合材料的一种方法。

原位插层聚合法是把适合的单体插层到已改性的粘土层中,然后进行聚合反应,其特点是可以将聚合物单体引入到粘土中制备那些大分子链不易直接插入粘土层间的复合材料。

聚合物溶液插层法是先把离子交换过的粘土分散在合适的溶液中,然后把其和聚合物溶液混合并搅拌生成杂化物溶液,然后蒸发掉溶剂。

在氮气的保护下加热到一定的温度和一定的时间来制备聚合物蒙脱土纳米复合材料(MMT),其特点是操作简单。

聚合物乳液插层法是粘土在强烈的搅拌下分散于水中,加入胶乳和少许的助剂共混均匀,用稀盐酸絮凝,水洗,烘干,得蒙脱土聚合物纳米复合材料。

聚合物熔融插层法是首先把聚合物的层状硅酸盐混合,然后再加热到聚合物软化点以上温度进行反应,此方法的特点是不用溶剂,对环境有利并更经济方便,而且提供了常规技术研究在二维空间受限制聚合物的理想体系。

聚合物/蒙脱土纳米复合材料的应用及使用性能:
聚合物/MMT材料具有一般工程塑料所不具备的优异性能,属于高科技新型材料。

应用情况
1.工程塑料领域:中国科学院化学研究所与成都正光科技股份有限公司合作研制成功的纳
米PP管材是采用插层复合技术来制备,将有机蒙脱土经处理,用熔融插层方法,以纳米尺寸均匀分散在聚丙烯基体中而形成PP/蒙脱土纳米复合材料。

使用该管材专用料比现有的PP-R管材专用料具有更好的抗拉伸、抗冲击、抗蠕变开裂、抗收缩性及耐热、卫生环保等性能。

2.阻隔领域:中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室1995年在国家自然基金委
资助下开展了纳米复合材料的研究,用天然丰产的蒙脱土层状硅酸盐作为无机分散相,发明了一步法制备PA6/蒙脱土纳米复合材料,该复合材料与PA6比较具有高强度、高模量、高耐热性、阻隔性能好,并且具有良好的加工性能,可用于汽车的各种部件、办公室设备、电子电器零件及日用品。

3.纺丝领域:天津石化公司化纤厂开发的纳米级远外涤纶短纤维已面市,并进入美国市场。

目前,中国台湾中石化公司已在苗栗投入纳米聚酰胺纤维工厂的建造,中国台湾工研院把纳米尺寸的蒙脱土黏土与聚酰胺纤维切片混合制成的纳米聚酰胺纤维。

经机能和染色测试、纳米聚酰胺纤维加工方便,未来可用于制作外套、休闲衣料、内衣裤和丝袜产品等。

与市场销售的远红外线聚酰胺纤维织物相比,纳米聚酰胺纤维织物散发的远红外线辐射更强,且能够抗紫外线、成本低。

4.阻燃领域:中科院化学研究所研究开发的PE/蒙脱土纳米复合材料发现随着纳米蒙脱土
含量的增加,PE的热分解速率和最大热释放速率都明显下降,这对材料应用中的火灾安全性有重要意义。

武汉石化厂研究所与华中科技大学一起开发出了纳米阻燃聚丙烯复合材料,该材料不仅可阻燃,还能增强增韧。

总的来说,上述的这些特点使聚合物/蒙脱土纳米复合材料具有更为广阔的应用前景。

聚合物/蒙脱土纳米复合材料在国内的市场还在慢慢研究和开发。

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