聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备及应用

纳米粒子的表面界面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应与聚合物密度小、耐腐蚀、易加工等优良特性结合后,呈现出不同于常规聚合物复合材料的性能.纳米粒子的介入不仅改善了聚合物     

开环聚合制备硅橡胶/蒙脱土复合材料的研究

以八甲基环四硅氧烷和蒙脱土为原料,采用单体插层开环聚合方法,制备了硅橡胶／蒙脱土复合材料。研究了阳离子开环聚合中引发剂选择,讨论了引发剂、填料、反应条件对聚合反应以及聚合产物性能的影响,实验表明,蒙脱土对阴离子开环聚合有阴聚作用,酸性白土是阳离子开环聚合较为理想的引发剂,填料含量以及反应条件对聚合也有较大影响。     

甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料的研究

用烷基铵盐和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)对钠基蒙脱土进行有机化处理,采用二次插层法制备有机蒙脱土.X射线衍射(XRD)表明有机阳离子同钠离子发生离子交换作用,导致层间距扩大.采用本体聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,测试了光学性能、力学性能、热稳定性.通过721分光光度计I、R、AFM、XRD、DMTA等手段研究了结构与性能,并与纯PMMA进行了对比.实验结果表明:PMMA可以插层于蒙脱土片层之中,得到共混物的透光率与纯PMMA相当,玻璃化温度比纯PMMA提高了约十几度.     

聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性复合材料的制备及其性能

利用高温快速反应法制备聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性复合材料,研究反应温度及蒙脱土质量分数对聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性复合材料吸水率的影响,所得复合材料吸水率为511 mL/g.并对其保水性能研究.结果表明,聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性复合材料在高温条件下具有优异的保水性能.     

聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料吸附FeCl_3的行为和动力学性能

利用高温快速反应法成功制备聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料.在20~40℃研究聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料对FeCl3的吸附行为.结果表明,复合材料对FeCl3的室温吸附行为符合Freundlish关系,其单位质量的平衡吸附量Γ=5.31c0.61g;吸附过程为二级反应,1/c与吸附时间t呈良好的线性关系;复合材料吸附FeCl3的反应速率常数为k=1.955×10-6exp(26.025/RT),其吸附过程的表观活化能Ea=-26.025 kJ/mol;复合材料对FeCl3的吸附在较低温度下即能迅速进行,其吸附过程为放热过程.     

插层聚合线性酚醛树脂/有机改性蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层聚合方法制备了线性酚醛树脂/有机改性蒙脱土纳米复合材料,研究了不同的搅拌时间和配比对有机改性蒙脱土分散效果的影响,并用X射线小角衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测得其微观结构。热重分析(TG)测试表明,其构成的纳米复合材料比纯线性酚醛树脂具有更好的耐热性能。     

聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料吸附FeCl3的待业和动力学性能

利用高温快速反应法成功制备聚丙烯酸/蒙脱土高吸水性纳米复合材料.在20～40 ℃研究聚丙烯酸/蒙脱土纳米复合材料对FeCl3的吸附行为.结果表明,复合材料对FeCl3的室温吸附行为符合Freundlish关系,其单位质量的平衡吸附量Γ=5.31c0.61 g;吸附过程为二级反应,1/c与吸附时间t呈良好的线性关系;复合材料吸附FeCl3的反应速率常数为k=1.955×10-6exp(26.025/RT),其吸附过程的表观活化能Ea=-26.025 kJ/mol;复合材料对FeCl3的吸附在较低温度下即能迅速进行,其吸附过程为放热过程.     

原位插层聚合制备硅树脂/蒙脱土纳米复合材料

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)做有机化处理剂,通过原位插层聚合法制备了甲基苯基硅树脂/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段研究了复合材料内部结构,同时测试了复合材料力学性能、耐高温性能及气液阻隔性能.研究结果表明:硅树脂的分子链插层进入了OMMT层间,完全破坏其重复片层结构,形成剥离型纳米复合材料;OMMT质量分数为8%时,复合材料在750℃下仅失重25%,且具有较好的气液阻隔性能;OMMT质量分数为6%时,复合材料拉伸强度为6.264 MPa,是纯硅树脂的5倍;OM-MT质量分数为4%时,压缩强度11.503 MPa,是纯硅树脂的4倍.     

混炼插层法制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料

采用有机改性蒙脱土和新型补强性促进剂，通过混炼插层法制备了天然橡胶／蒙脱土纳米复合材料，用X射线衍射和透射电镜表征了纳米复合材料的结构和形态，用表观交联密度测定和红外光谱研究了蒙脱土与橡胶的相互作用，同时用X射线衍射法研究了混炼和硫化过程中天然橡胶分子链对蒙脱土的插层过程．结果表明，蒙脱土在橡胶基体中以纳米级厚度片层分散；补强性促进剂能加强蒙脱土与橡胶间的结合；天然橡胶分子链在混炼过程中便开始对蒙脱土进行插层，并主要在焦烧时间前的硫化诱导期内完成大部分插层过程，硫化开始后蒙脱土的纳米级分散进一步完善，直至硫化完成．添加2％～10％有机蒙脱土的天然橡胶／蒙脱土纳米复合材料的力学性能和动态力学性能优于40％N770炭黑补强的硫化胶．     

聚丙烯酸/蒙脱土/TiO_2复合材料的紫外光降解

利用高温快速反应在聚丙烯酸/蒙脱土复合材料中加入TiO2成功制备聚丙烯酸/蒙脱土/TiO2复合材料,在紫外光照射下,采用湿法和干法2种方法对其进行降解,研究其降解过程.通过红外光谱、SEM对降解前后进行表征.结果表明:相对于干法降解,湿法降解无论从降解速度还是降解程度都远远好于干法降解.另外,在复合材料中加入TiO2,大大提高聚合物的紫外降解能力,表明聚丙烯酸/蒙脱土/TiO2复合材料是一种新型的环境友好型材料.     

聚丙烯酸高吸水性聚合物的制备与性能

利用水溶液聚合法制备微孔状聚丙烯酸高吸水性聚合物,通过傅立叶变换红外分析(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征其结构特征.研究引发剂质量分数、交联剂质量分数、单体中和度、反应温度以及反应时间对所制备吸水聚合物的吸水倍率的影响规律.结果表明,在引发剂质量分数为0.5%、交联剂质量分数为0.05%、单体中和度为80%和反应温度为60 ℃的条件下,仅用1 h即可成功制得微孔状聚丙烯酸高吸水性材料,其吸附蒸馏水倍率和吸附生理盐水倍率(质量分数0.9%)分别为468 mL/g和60 mL/g.     

十六烷基三甲基铵改性膨润土的制备与物化性能研究

以天然钙基膨润土为原料,经过钠化处理与十六烷基三甲基铵（HDTMA^＋）采用湿法工艺合成了有机膨润土,利用FTIR、XRD、SEM和TG-DTA等手段对改性膨润土的结构性能以及微观形貌进行测试,讨论了阳离子表面活性剂与膨润土的作用机理．实验结果表明,季铵盐阳离子表面活性剂与膨润土发生有效作用,HDTMA^＋通过离子交换反应进入膨润土晶片层间,使其晶片层间的亲水环境改变为疏水环境并增大晶片层间距离,疏水吸附可以使其分布在膨润土表面,改变微观形貌特征,增强疏水性能,为高聚物／膨润土复合材料奠定了理论基础．     

粘土-水泥复合材料的制备和力学性能

采用含有石英和长石成分的粘土,制备了粘土和水泥（5 wt%、7 wt%、9wt%）的新型复合材料。研究了其阿太堡界限、击实密度和最佳含水量、无侧限抗压强度(UCS)和水渗透系数。结果表明,含5 wt %水泥的复合材料被认为最适合某些建筑材料的应用,塑性指数为10.5%,最大干密度2.17 g/cm3和MP压实的最佳含水量为8% (浸润下没有发生膨胀),UCS为0.74 MPa,渗透系数低至7.4×10-11m/s。该复合材料可应用于建筑砖块、路基和路基施工。     

用作催化剂载体的碳纳米管-氧化铝复合材料的制备

用负载有Ni-Cu双活性金属的δ,θ-Al2O3作为催化剂,考察以化学气相沉积法合成碳纳米管-氧化铝复合材料的制备条件.实验表明,在Ni-Cu活性组分负载量为10‰(质量分数),Ni:Cu=4:1(质量比),反应温度730℃、反应气组分为C2H2:H2=25:75条件下反应30 min,所生成的碳纳米管最好,得碳率可达15.7%.采用XRD、TGA/DTG等方法对生成的CNTs和复合材料的结构进行表征.结果表明:在所合成的碳纳米管一氧化铝复合材料中,碳纳米管在氧化铝载体的表面呈均匀覆盖,管径大小均匀,其外径约为60nm,而且碳纳米管间相互缠绕.与δ,θ-Al2O3基体相比,复合材料的比表面积由82.1增加到106.2 m2/g;比孔容积略有减小,出现了一类较小的中孔(1.6～2.1 nm)结构.     

氧化石墨烯/铅复合材料的合成

石墨烯是最薄的二维材料,具有极大的比表面积,可以作为纳米颗粒的基底.将氧化石墨烯和金属纳米颗粒进行复合,发挥二者的协同作用,是一种拓展和增强这2种材料性能的优选方法.本文将乙酸铅引入分散在水中的氧化石墨烯体系,获得了负载铅纳米复合材料,发现在该体系中氧化石墨烯的还原性也得到了发挥.      

聚酰亚胺/凹凸棒土复合薄膜的制备与性能研究

首先将3-氨丙基三乙氧基硅烷与凹凸棒土进行反应,得到氨基改性的凹凸棒土(A-ATT),再将A-ATT按不同比例与酐封端的聚酰胺酸进行反应,最后经热酰胺化过程,得到一系列聚酰亚胺/凹凸棒土复合薄膜。采用红外光谱(FT-IR)、动态光散射(DLS)、紫外光谱(UV-vis)、热重分析(TGA)、和动态机械热分析仪(DMTA)对合成的改性凹凸棒土和聚酰亚胺/凹凸棒土复合薄膜进行了表征。UV-vis光谱表明,通过向聚酰亚胺薄膜中添加A-ATT可以改变聚酰亚胺薄膜的透光性。TGA测试结果表明,随着A-ATT含量的增加,聚酰亚胺/凹凸棒土复合薄膜的热稳定性有所提高。由机械性能测试可知,当加入少量A-ATT时,聚酰亚胺/凹凸棒土复合薄膜的杨氏模量和拉伸性能有所提高,当A-ATT含量大于2.0%时,聚酰亚胺/凹凸棒土复合薄膜的机械性能有所下降。     

对苯二胺改性纳米凹土/聚丙烯酸复合水凝胶制备、表征与流变性能

采用对苯二胺改性纳米凹土并与聚丙烯酸在室温下直接复合制备复合水凝胶.研究改性温度、改性时间、对苯二胺与纳米凹土的质量比、改性纳米凹土及聚丙烯酸的用量等对水凝胶凝胶时间的影响,采用傅立叶红外光谱、扫描电镜和流变测试等技术对复合水凝胶进行表征和流变性能测试.实验结果表明,对苯二胺改性纳米凹土可使纳米凹土的分散性提高,改性纳米凹土/聚丙烯酸复合水凝胶具有较短的凝胶时间.流变学测试表明,改性纳米凹土的质量浓度在3.0%～7.0%(w/V)的范围内,复合水凝胶的黏度、刚性和机械强度皆随改性纳米凹土质量浓度的增加而增加;当聚丙烯酸的质量浓度在1.0%～2.0%的范围内,复合水凝胶的黏度、刚性和机械强度皆随聚丙烯酸的质量浓度增加而增加,而当聚丙烯酸的质量浓度在2.0%～3.0%的范围内,复合水凝胶的黏度、刚性和机械强度皆随聚丙烯酸质量浓度的增加而降低.     

羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸水凝胶的制备及体内外评价

以丙烯酸(AA)和羧甲基壳聚糖(CMC)为单体,通过热引发自由基接枝共聚反应,制备了一种新型pH敏感的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸(CMC-g-PAA)水凝胶。FT-IR结果表明成功实现了聚合反应,溶胀性实验表明CMC-g-PAA水凝胶具有明显的pH敏感性。以胰岛素(INS)为模型药物,将其负载到CMC-g-PAA水凝胶中,得到了载药量为216.5mg/g的载药凝胶。体外释放曲线表明:在pH值为1.2的条件下,2h后INS的累计释放量为(16.3±2.6)%;在pH值为7.4的环境中,2h后INS的累计释放量达到(57.2±3.5)%。说明载药凝胶可以在肠道环境中靶向释放INS,避免INS被胃酸和胃蛋白酶破坏。动物实验结果表明,负载INS水凝胶具有良好的降血糖效果。CMC-g-PAA水凝胶与Caco-2细胞共同培养,细胞存活率接近100%,表明水凝胶对Caco-2细胞没有细胞毒性。CMC-g-PAA水凝胶在蛋白或多肽类药物定位递送方面具有优良的应用前景。