蒙脱土对PEO-PDMS基聚合物电解质的性能影响

分别将钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机改性蒙脱土(OMMT)引入到聚氧化乙烯-聚硅氧烷(PEO-PDMS)聚合物电解质体系中,通过溶液浇铸法制备得到新型蒙脱土复合聚合物电解质材料.适量加入蒙脱土,可有效降低聚合物体系的结晶度,提高聚合物电解质的电导率,室温下样品Na-MMT-6%电导率达到2.24×10-5 S/cm.同时,蒙脱土质量分数的增高还有利于聚合物电解质体系的热稳定性及力学性能的提高.此外,由于有机改性蒙脱土片层间距较钠基蒙脱土大,因此相同添加量下,二者对聚合物电解质的材料性能的影响存在差异.      

纳米蒙脱土对运动草坪纤维性能的影响

利用十六烷基三甲基溴化铵对钠基蒙脱土进行有机改性,将得到的纳米蒙脱土(NanoMMT)添加到线性低密度聚乙烯(LLDPE)中,通过熔融纺丝制备运动草坪纤维。借助电子强力织物机、磨损试验机和极限氧指数测试仪等手段,研究了Nano-MMT对纤维的力学性能、耐磨性能和阻燃性能的影响。结果表明:Nano-MMT的加入可以提高纤维的力学性能,在Nano-MMT添加质量分数为3%时,力学性能达到最大值,拉伸强度为22.1 N,断裂伸长率达到146.7%;少量Nano-MMT的加入可以降低纤维的磨损量,在Nano-MMT添加量为3%时,纤维的磨损量从30.2mg降低到12.2 mg,比未添加Nano-MMT时的磨损量降低了59.6%;Nano-MMT的加入可以提高纤维的阻燃效果,单独加入阻燃荆的氧指数为19.3%,而加入w=3%的Nano-MMT后,氧指数能达到22.5%。     

微波法制备有机蒙脱土

通过改变微波辐射时间,对不同的钠基蒙脱土进行有机化处理,制备出了一系列有机蒙脱土,并对其结构进行了表征.FT-IR证明有机插层剂已进入蒙脱土的层间;XRD结果表明钠基蒙脱土的层间距由1 3nm增加到3 63～4 74nm;TEM测试也表明蒙脱土的层间距增大,粒层厚度为50nm左右.用微波法制备有机蒙脱土与常规方法相比,不仅操作方法简单易行,而且可以大大加快反应速率,缩短反应时间.     

聚苯胺蒙脱土导电复合材料的制备与性能研究

采用电化学聚合法制备了插层聚苯胺钠基蒙脱土复合材料.探讨了复合材料前躯体插层苯胺-钠基蒙脱土的制备过程,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学方法对复合材料的形貌结构和性能进行了表征.XRD结果表明,经苯胺插层后钠基蒙脱土的层间距明显增大,插层苯胺经电化学聚合后,其层间距仍比纯钠基蒙脱土层间距大,但小于苯胺插层的钠基蒙脱土.SEM照片表明,经电化学聚合后,钠基蒙脱土复合材料的致密程度高于未经电化学聚合的钠基蒙脱土的致密度.由插层聚苯胺-钠基蒙脱土复合材料修饰的电极对甲醇的电化学氧化和铁氰化钾的氧化还原具有优异的电催化性能.     

有机蒙脱土的制备及其结构表征

为增加蒙脱土与有机相的相容性,制备有机蒙脱土,并观察蒙脱土的层状结构在有机化前后的变化.以钠基蒙脱土为原料,用季铵盐、有机胺和复合试剂作为有机插层剂与蒙脱土层间的Na+交换,制备出一系列有机蒙脱土,并对其结构进行表征.FTIR证明有机插层剂已进入蒙脱土的层间.XRD结果表明蒙脱土的层间距由1.2 nm增加到1.7～4.2 nm.TEM观察也表明蒙脱土的层间距增大,粒层厚度约为50 nm左右.研究结果表明选择高交换容量的钠基蒙脱土和合适的插层剂,制备的有机蒙脱土层间距增加明显.     

研钵研磨法氨基功能化改性蒙脱土

以钠基蒙脱土为基体、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性剂,采用研钵研磨法、溶液搅拌法、微波加热法制备了有机改性蒙脱土,通过FT-IR、XRD、TG、SEM、UV-Vis等分析方法,对改性前后的蒙脱土样品进行了研究.结果表明:研钵研磨法能够实现对蒙脱土的氨基化合物的插层改性;相比于溶液搅拌法、微波加热法,研钵研磨法改性效果更好;经研钵研磨法改性后,钠基蒙脱土(001)面层间距由未改性时的1.07nm增加到2.42nm;研钵研磨法制备的有机蒙脱土上有机物负载率最高,700℃下失重率达16%;经研钵研磨法改性的蒙脱土在有机介质中的分散性和稳定性最好.     

月桂酸镧基蒙脱土的制备及其对聚氯乙烯热稳定性的影响

利用层状硅酸盐改善聚氯乙烯的热稳定性已成为一种经济有效的新途径。本文以钠基蒙脱土(Na-MMT)、月桂酸钠(SDD)和氯化镧为原料,通过沉淀吸附法制备了月桂酸镧基蒙脱土(La-OMMT)。红外光谱和X线衍射分析表明,长链有机酸进入蒙脱土层间并使层间距增大至3.36 nm;将La-OMMT加入PVC树脂制备纳米复合材料,热重分析表明,La-OMMT对PVC有显著的热稳定作用,当添加量为3%(wt)时,PVC的起始分解温度提高至32.42℃;刚果红实验发现,随着蒙脱土中镧含量的增加,PVC的热稳定时间延长,当添加量为5%(wt)时,热稳定时间达到46.99 min,较纯PVC提高了15倍以上,明显优于目前商用的季铵盐类有机化蒙脱土。这表明:本研究制得的月桂酸镧基蒙脱土在PVC的加工应用中具有更优越的适用性。     

含磷苯并咪唑基铜配合物合成及阻燃环氧树脂的性能

为了改性环氧树脂阻燃性能,通过取代反应和缩合反应制备一种新型含磷/氮二元杂化物—磷酸4-(1H-苯并咪唑-2-基)-苯基酯二苯酯(PBIm),并作为有机官能团与乙酸铜-水合物反应合成含磷苯并咪唑基铜配合物阻燃剂PBIm-Cu,将其添加到环氧树脂(EP)中,制备阻燃环氧树脂复合材料(PBIm-Cu/EP).通过红外光谱、X-射线光电子能谱、核磁氢谱和核磁磷谱对阻燃剂PBIm和PBIm-Cu进行结构表征.采用热重分析仪(TGA)、极限氧指数测定仪(LOI)和锥形量热仪(CCA)测试复合材料的热稳定性和阻燃性能.PBIm-Cu质量分数为7%的PBIm-Cu/EP体系在垂直燃烧测试中通过了 V-1级,LOI增加到31.6%,并且,峰值放热速率(PHRR)、总热释放量(THR)和总排烟量(TSP)较纯EP分别降低64%,41%和43%,残重率达到了26.7%.SEM 结果显示:PBIm-Cu/EP材料燃烧后碳层表面光滑连续且致密.     

新型磷腈阻燃剂对环氧树脂的阻燃应用研究

以三乙烯四胺(TETA)、环氧树脂(E-51)、单环氧化合物(AGE)为原料,在物料摩尔比(TETA:E-51:AGE)为1∶0.5∶1,反应温度为60℃,反应时间为4h的工艺条件下制备的水性环氧固化剂,与环氧乳液均匀混合,合成了一种新型环氧树脂涂料。分别将5%(wt,质量分数,同下),10%,15%,20%的磷腈阻燃剂添加到制备的环氧树脂涂料混合,并通过耐盐雾、耐水、极限氧指数、热重分析等测试研究阻燃涂料的综合涂膜性能、阻燃性能及热性能。结果表明:水性环氧固化剂与自制环氧乳液和添加10%磷腈阻燃剂混合涂膜,极限氧指数值从19.8提高至28,改善了环氧树脂的阻燃性能。     

4,4''''-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

4,4’-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

蒙脱土纳米复合材料的制备及其在棉织物阻燃整理中的应用

采用类原位聚合法制备了硬脂酸酰胺蒙脱土纳米复合材料(EBS/MMT),并用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱((FT-IR))对复合材料进行表征,证实所得产物为插层型蒙脱土纳米复合材料.复合后蒙脱土层间距由1.32nm增加到1.78nm(蒙脱土质量分数为8%)和1.81nm(蒙脱土质量分数为5%).通过将蒙脱土纳米复合材料和高聚磷酸铵(APP)复配制得新型膨胀阻燃体系,并用制备的阻燃整理液对纯棉织物进行阻燃整理.研究表明,蒙脱土纳米复合材料在该体系起高效成炭剂作用.同时探讨了整理液各组分质量浓度及整理工艺条件对阻燃整理效果的影响,得到纯棉织物阻燃整理的优化工艺为高聚磷酸铵质量浓度为160g/L,改性2D树脂交联剂质量浓度为100g/L,蒙脱土纳米复合材料质量浓度为40g/L,焙烘温度为150℃,焙烘时间为3min.     

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．     

新型有机硅阻燃PBT的研究

选用以超细高活性氢氧化镁为载体的有机硅系阻燃剂(FRX-210),制备了无卤阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),并采用氧指数仪和锥型量热仪研究了FRX-210对PBT的阻燃作用.结果表明,添加阻燃剂可显著提高PBT的极限氧指数(LOI),添加30%FRX-210使PBT的LOI从22.1%提高到27.5%.将FRX-210与磷酸硼复配使用可使PBT的LOI进一步提高,同时添加20%FRX-210和10%磷酸硼使PBT的LOI达到36.0%.阻燃剂使PBT热降解速率降低,提高了残炭量,降低了燃烧过程中烟、热释放速率,有效提高了PBT的阻燃性能.     

一种新型低聚膦酸酯的合成及其在阻燃环氧树脂中的应用

以乙二醇、乙基膦酸二乙酯(DEEP)、P2O5为原料,合成一种低聚有机膦酸酯阻燃剂,对合成条件进行了优化,并通过红外光谱表征了其结构.研究结果表明:反应的最佳条件为以乙醇为调节剂,SnCl2为催化剂,DEEP与P2O5摩尔比为1.6∶1,反应温度85～90℃,反应时间3～5h,产率达到94.5%,黏度为3.34 Pa·s,磷质量分数为19.8%.环氧树脂的应用实验显示,低聚物阻燃剂与三聚氰胺质量比为4∶1,阻燃剂的质量分数为17%时,环氧树脂的氧指数为28.6,达到UL94 V-0级.     

用Epoxy/OMMT纳米复合材料制备阻燃聚丙烯

用环氧树脂/有机蒙脱土(Epoxy/OMMT)纳米复合材料与磷酸三苯酯(TPP)复配制备阻燃聚丙烯(PP).研究了环氧树脂种类、OMMT与环氧树脂的质量比、Epoxy/OMMT与TPP的用量等对PP性能的影响,并通过X-射线衍射分析对材料的结构进行了表征.结果表明,酚醛环氧树脂(NER)与有机蒙脱土制得的NER/OMMT纳米复合材料与TPP复配对PP具有很好的协同阻燃作用,在OMMT与NER的质量比为5∶100,NER/OMMT和TPP用量(质量分数)分别为13.33%和6.67%时,制得的阻燃PP氧指数达到36.5%.     

新型P-N-Si协效型阻燃剂的合成及其在PA66中的应用

通过甲基丙酸基次膦酸铝(Al(MPP))和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)反应制备得到一种新型P-N-Si协效型阻燃剂(Al(MPP)-KH550)。采用FTIR、XRF、TGA等技术表征了其产物结构及热降解行为。作为阻燃剂应用于PA66时,质量分数为20 wt%的添加量可使PA66的极限氧指数(LOI)由19.3%提高到29.6%,复合材料的垂直燃烧测试达到UL94 V-0级别;此外,添加Al(MPP)-KH550可有效抑制PA66的热释放速率,促进致密炭层的形成。     

PVA/MMT纳米复合材料的制备与表征

将聚乙烯醇插入钠基蒙脱石的层片之间,制备出聚乙烯醇/蒙脱石复合材料.考察了钠基蒙脱石的加入量对复合材料力学性能的影响;用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对复合材料进行了结构和性能的表征.XRD结果表明:蒙脱石的d(001)值由1.26nm增加到2.56nm及2.77nm,聚乙烯醇分子成功插入到蒙脱石片层之间,形成插层-剥离型纳米复合材料.SEM显示,蒙脱石片均匀分布于聚乙烯醇中,耐热性能明显提高.力学性能测试结果表明:蒙脱石的加入有利于材料力学性能的提高,当蒙脱石质量分数为7%时,其抗拉强度为88.03MPa,比纯PVA薄膜提高103.73%.     

二氨基二苯甲烷/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

用镍离子交换树脂将钠基蒙脱土转化为镍基蒙脱土，在不同的溶剂配比条件下引入4，4′-二氨基二苯甲烷配体，使镍离子与有机胺仵蒙脱土层间进行配位反应，制备出蒙脱土纳米复合体，并对其结构进行表征．XRD结果表明蒙脱土的层间距在引入有机配体后由1．178nm变为1．519nm．漫反射光谱结果显示蒙脱土层间引入有机配体后峰位发生明显偏移．热分析结果显示有机配体引入蒙脱土层间后，其热效应发生了较大改变，增加了2个吸热峰．     

环氧树脂高效阻燃方法的探索

为探索环氧树脂的高效阻燃方法,本文采用单独添加和同时添加两类阻燃剂的方式,得到一系列阻燃环氧树脂。考察了阻燃剂的添加方式对环氧树脂力学性能、热性能以及阻燃性能等的影响。结果表明,阻燃剂能够较好地分散于环氧树脂中,阻燃改性后具有较高的透明性。冲击试验和DSC实验表明含硅阻燃剂可有效提高材料的抗冲强度和玻璃化转变温度,分别提高到39.5 KJ/m²和165℃。热重和极限氧指数结果表明,两种阻燃剂同时添加能够产生更多的残碳(残碳由1.3%增加到10.4%)和可达到最高的氧指数(29.5%),这是由于更多的残碳可有效阻隔热质传递从而提高阻燃性。上述实验结果表明,同时添加两种阻燃剂具有更好的阻燃效果,这为环氧树脂的高效阻燃提供了一种新的思路。