粘土/有机纳米复合材料的研究进展

本文通过对聚合物／粘土纳米复合材料和柱撑材料的详细介绍，讨论了一般制备方法、制备过程的热力学和动力学研究、性能和应用，以及粘土的结构、有机改性等对制备粘土／有机纳米复合材料的影响。     

有机改性粘土的制备与X-射线衍射和热失重分析

对膨润土及凹凸棒土进行有机改性处理 ,制备出有机改性粘土 ,并通过X -射线衍射和热失重分析比较了膨润土及凹凸棒土有机改性前后的层间距和热失重性能变化 ,结果表明 ,改性后有机阳离子已和粘土发生了离子交换作用 ,同时使层间距变大 ;同等条件下 ,有机化膨润土的热失重百分率比改性前要高。经有机改性的粘土可用作聚合物基层状硅酸盐纳米复合材料的无机填料。     

尼龙-6／纳米粒子复合材料制备及其性能研究

利用原位聚合方法制备了尼龙-6／纳米SiO2、尼龙6／纳米TiO2及尼龙6／碳纳米管复合材料;对复合材料的力学性能、软化温度进行测试,并对复合材料进行了IR分析;探讨了改性纳米粒子对复合材料力学性能的影响．结果表明：经钛酸酯偶联剂表面处理的纳米TiO2、经硅烷偶联剂处理的纳米SiO2及混酸处理的碳纳米管都可以在一定程度上提高尼龙6基体的拉伸强度和冲击强度;当复合材料中纳米SiO2质量分数为3％,或纳米TiO2质量分数为3％,或碳纳米管质量分数为1％时,其复合材料有较好的力学性能．     

复配表面改性剂改性粘土制备SBRCNs结构及性能研究

采用不同碳链的季铵盐与十二烷基磺酸钠(SDS)对粘土进行复配改性,制得丁苯橡胶/有机粘土纳米复合材料,并研究不同季铵盐碳链长度以及复配表面改性剂用量对SBRCNs微观结构、力学性能等的影响。结果表明,10份CTAB/SDS复配改性粘土制备的SBRCNs微观结构、力学性能最好。     

微纳米级粘土/ 橡胶复合材料

对粘土在橡胶中的应用进行了一次比较全面的回顾, 总结了近年来粘土在橡胶中应用的新进展。文中分别以粘土/ 橡胶微米复合材料和粘土/ 橡胶纳米复合材料为主题进行了讨论。首先概述了陶土微米粒子表面改性的几种技术方法, 介绍了微米粒子进一步精细化措施, 评述了红粘土/ 天然橡胶母胶的性能优劣。然后综述了现有的粘土/ 橡胶纳米复合材料制备的方法, 对其进行了归类, 从技术难度和分散效果等方面进行了比较, 并提出了一些潜在的制备方法。其中, 作者认为工业化最可许的方法是粘土水分散体/ 橡胶乳液互穿纳米复合技术。最后,作者总结了粘土/ 橡胶纳米复合材料的一些特性: 高补强性、优异的阻隔性和良好的浅色及透明性。基于此, 对粘土/ 橡胶纳米复合材料在橡胶工业中的应用提出了一些设想和展望。     

纳米SiO_2/尼龙6高应变率冲击力学性能

纳米复合材料不同于一般材料,为了体现其优越性及纳米颗粒对基体材料的改性效果,本文利用分离式Hopkinson压杆（SHPB）对纳米SiO2/尼龙6复合材料进行了高应变率下的动态压缩试验。研究结果表明,纳米SiO2能提高尼龙6基体抗变形能力,讨论了材料的应变率效应及纳米颗粒含量对基体的影响。     

纳米AL-20-3／尼龙6复合材料的制备及性能表征

无机纳米拉子的出现为MC、尼龙的改性曩供了新途径。本研究用原位分散聚合法制备了一系列AL-20—3／MC尼龙纳米复合材料,并对其结构和力学性能进行表征进行探讨。     

改性粘土对天然橡胶复合材料的结构和性能影响

采用机械共混原位插层法制备粘土/天然橡胶纳米复合材料.通过改变改性粘土的含量,采用扫描电镜SEM等各种手段表征了材料的微观结构,并测定其力学性能和热空气老化性能.结果表明,SEM分析得出,添加了改性粘土后,橡胶基体与改性粘土的结合更紧密;物理机械性能测试表明,粘土含量达10%时,复合材料的拉断强度、撕裂强度、300%定...     

双酚A酚醛树脂纳米复合材料的性能研究

以双酚A取代苯酚作主要原料，利用有机改性的蒙脱土作为纳米粒子，通过原位聚合法制备了双酚A酚醛树脂基纳米复合材料，研究了蒙脱土纳米粒子对复合材料热稳定性、力学性能和特性黏度的影响。实验结果表明，纳米蒙脱土的加入提高了复合材料的性能；且蒙脱土用量为1％时，复合材料的性能最好。     

尼龙66/蒙脱土纳米复合材料的制备及其电性能

用聚合物蒙脱土纳米复合材料的方法,首先,将尼龙66(PA66)和有机改性的Na-蒙脱土(OMMT)采用熔融共混,得到尼龙66/OMMT复合材料.在制备完成时,用X射线衍射仪研究PA66/OMMT中晶型变化与插层效果的影响.研究复合材料的热性能、微观结构、表面电阻和结晶行为,结果都表明OMMT对PA66有明显的影响.DSC显示出OMMT存在对PA66/OMMT复合材料非等温结晶行为的影响.OMMT的含量对OMMT在PA66基体中的分散以及材料的导电性质都有重要的影响.     

聚丙烯/蒙脱土复合材料的热氧老化性能

用3种蒙脱土(原土、OMMT1、OMMT2)与聚丙烯分别熔融插层复合.经X射线衍射(XRD)分析表明,3种蒙脱土均与聚丙烯成功插层复合,制备出聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.重点研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热氧老化性能.结果表明,在聚丙烯材料中,添加少量蒙脱土不但可以提高材料的力学性能,而且明显改善材料的抗热氧老化性能.对3种PP/MMT复合材料热氧老化样品进行傅立叶红外(FTIR)分析和表面形貌观察,发现蒙脱土片层在聚丙烯中插层复合越充分(乃至剥离),其抗热氧老化效果就越明显.     

高阻隔尼龙6/蒙脱土纳米复合材料薄膜的研制

通过原位插层聚合,在聚合管中实现连续化稳定制备剥离型尼龙6/蒙脱土纳米复合材料,并同聚乙烯共挤试生产出5层复合吹塑膜.采用XRD、TEM、力学性能测试和气体阻隔性能测试分析了材料结构同性能之间的关系.结果表明,蒙脱土在尼龙6基体中以纳米尺度剥离并均匀分散,材料的力学性能和气体阻隔性能有较大幅度的提高,薄膜加工性能优异,透明性好.     

聚合物/层状粘土纳米复合材料的制备、结构与性能

聚合物／层状粘土纳米复合材料是近十几年的研究热点。与传统颗粒增强或纤维增强聚合物基复合材料相比，含有2％～5％质量分数的粘土就使复合材料的模量和热变形温度显著提高，强度提高，并具有良好的阻燃性、防气体透过性以及电、磁、光学方面的特性，同时保持了聚合物材料质轻、透明和良好的流动性。介绍了聚合物／层状粘土纳米复合材料的制备方法、结构和性能，认为今后聚合物／层状粘土纳米复合材料在众多领域将会有可观的应用前景。     

填充补强剂在橡胶基质中分散状态的研究

将透射电子显微镜 (TEM)与扫描电子显微镜 (SEM )结合在一起, 系统观察了氧化锌、碳酸钙、陶土、粘土、炭黑、白炭黑等填料在丁苯橡胶中的分散状态,也考察了粘土 /橡胶纳米复合材料中粘土晶层的分散情况。发现各种填充补强剂在橡胶中均存在着几种层次的分散结构,混炼过程会进一步粉碎粒子,粉碎程度的大小依赖于分散相的内聚强度和结构特征。直接混炼也会造成粘土晶层一定程度的剥离,从而在基质中产生一些纳米尺度的分散质。大多数纳米复合材料包括原位聚合制备的纳米复合材料中,分散相都存在着一定程度的聚集体,不可能达到理想的均匀的分散,含量越高,聚集体数目越多。分散相的界定依赖现有仪器的分辨率。据此,也重新给出了纳米复合材料的定义:只要在某一分辨率下,分散相粒子的尺寸至少应有一维≤100nm,同时其质量分数或体积分数应达到 80 %以上。并认为炭黑和白炭黑增强的橡胶均属于纳米复合材料。     

聚碳酸亚丙酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

通过熔融插层法制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料。XRD分析表明:PPC/OMMT复合材料形成了插层型纳米复合结构。相对于纯PPC材料,纳米复合材料的拉伸性能和抗冲击性能得到了显著提高,但复合材料的断裂伸长率降低。当OMMT含量为6%时,PPC/OMMT纳米复合材料具有最优的力学性能和最高的玻璃化温度。     

环氧树脂-蒙脱石纳米复合材料制备与形成机理

首先用有机胺对蒙脱石 ( Na-基膨润土 )通过离子交换反应进行改性 ,然后将改性后的蒙脱石与双酚 A型环氧树脂在搅拌下充分混合 ,热模浇铸 ,制备出环氧树脂 -蒙脱石纳米复合材料 ,讨论了影响材料形成的各种因素 .利用 TGA、XRD、TEM、DMA等手段表征了材料的结构和性能 ;并对其形成机理进行了初步探讨 .定量计算结果表明 :形成纳米复合材料的推动力是环氧树脂在蒙脱石晶层间的固化反应热     

聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与力学性能

选用钠基蒙脱土和2种烷基季铵盐(十八烷基季铵盐和双十八烷基季铵盐)改性的蒙脱土，采用熔融共混的方法制备聚氯乙烯／蒙脱土纳米复合材料，并通过广角X射线衍射和透射电镜对复合材料的结构进行了表征．研究了蒙脱土种类和用量对复合材料力学性能的影响．结果表明，3种复合材料均具有插层型结构，钠基蒙脱土用量在ω＝0．5％-7．0％，有机蒙脱土用量在20＝0．5％-3．0％时，复合材料的综合力学性能均有明显提高；有机蒙脱土用量ω＞5．0％以后，材料的力学性能降低，热稳定性变差．     

EA/MMT纳米复合材料的制备及其光固化动力学研究

通过4 - 溴甲基二苯甲酮与二甲基正十八胺反应合成的季铵盐光引发剂苯甲酰苄基二甲氨基十八烷基溴化铵(BDOB),进行插层修饰蒙脱土(MMT),通过层间引发聚合法光固化制备环氧丙烯酸酯/蒙脱土(EA/MMT)纳米复合材料;利用红外光谱法对EA/MMT的光固化行为进行了研究.XRD和TEM分析结果表明,MMT在光固化复合材料中已得到插层和部分剥离;增加光引发剂浓度及提高环境温度均可提高其固化速率和双键最终转化率,氧气的存在使体系的诱导期延长,双键转化率降低;光固化反应总级数约为6～7,表观活化能为9.8 kJ/mol.     

Comparison of Effects of Different Organo-montmorillonites on PA 66/Clay Nanocomposites

Different organo-montmorillonites （OMMTs） are prepared by modifying montmorillonites （MMTs） with CTAB, PA 1010 salts/CTAB, PEG/CTAB, PVA/CTAB, PVP, PVP/ CTAB and PA 6/CTAB, respectively. These OMMTs were studied by X-ray diffraction and TG. The gallery sizes of them are all larger than that of sodium MMTs. And the decomposition temperatures of them are all much higher than that of MMT and the processing temperature of PA 66, especially OM - 6 and OM - 7, the decomposition temperatures of which are 451.6℃ and 439.1℃, almost the collapse temperature of the native MMT crystal lattice which is more than 5080C. Then PA 66/Clay nanocomposites were synthesized by mixing these OMMTs with PA 66 matrix via melt intercalation. Experimental results indicate that the tensile and flexural properties increase significantly, especially those of PCN - 08. The combination property of PCN- 08 is the best. TEaM photos show that some clay platelets are present in the matrix as exfollated layers, while most of the clay platelets are present as intercalated layers.     

三种沉积环境中有机粘土复合体特征比较

选取长江三角洲地区潮滩、太湖沉积物以及埋藏的浅海相泥质沉积物样品,运用无机溶液与超声分散结合的方法,提取有机粘土复合体;运用X衍射分析、粒度分析、有机元素分析等多种测试方法来比较、研究这三种沉积物中有机粘土复合体的特征.结果表明,三种不同沉积环境中提取出来的有机质组成并不相同;粘土矿物主要以伊利石为主,其次为绿泥石和高岭石;浅海相粘土粒级沉积物结合的有机质最多,湖泊相沉积物结合得最少.这种规律可能与沉积物中有机质的降解过程和结合形态有关.海相沉积物经历了一定的埋藏压实过程,有机质遭受早期成岩作用影响,紧结态有机质较多,即有机质与粘土矿物结合较牢固,从而不易从粘土矿物中释放出来;而湖泊相沉积物中,轻组有机质或松结态有机质较多,即有机质与粘土结合得较松散,从而容易从粘土矿物中释放出来.