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《单体插层原位聚合制备聚合物_层状硅酸盐纳米复合材料的研究（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、单体插层原位聚合制备聚合物_层状硅酸盐纳米复合材料的研究青岛大学硕士学位论文单体插层原位聚合制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的研究姓名:江峰申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:宋国君2002.5.1摘要本论文研究了层状硅酸盐的有机改性及单体插层原位聚合制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的方法,探讨了单体插层形成聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的机理,并进一步考察了纳米复合材料的结构与性能等问题。佣烷基铵赫作为插层剂对层状硅酸盐进行了有机改性,红外光谱和射线衍射结果表明,层状硅酸赫的层间距增大,烷基铵盐已插层到层状硅酸盐晶层间。用不同含量的改性层状硅酸盐与一己内酰胺通过单体插层原位聚合法
2、合成了尼龙/层状硅酸盐纳米复合材料。电子透射电镜照片显示,层状硅酸盐晶层发生剥离,晶层均匀分散于尼龙基体中,局部区域有层间距为~的多层结构;对其热性能、吸水性能及熔融指数都作了测试分析,结果表明纳米复合材料的各项性能都优于纯尼龙,并随改性层状硅酸盐含量的不同而有所变化。层状硅酸盐的加入起到了异相成核的作用,使尼龙的结晶温度明显提高。吸水性能比纯尼龙显著降低。本文提出了形成尼龙/层状硅酸盐纳米复合材料的机理并设想了其形成的结构模型。同样用单体插层原位聚合法合成了/层状硅酸盐纳米复合材料,其照片显示,层状硅酸盐晶层基生部分剥离,大部分仍保持多层结构,但层间距已明显增大。厂’首次合成了/层状硅酸
3、熊纳米复合材料。照片发现,层状硅酸盐晶层部分发生剥离,分散的晶层平均厚度在?,多层结构部分层间距约有。实验表明层状硅酸赫与之间形成了较强的化学结合力。通过对尼龙/层状硅酸熊纳米复合材料与聚酯,层状硅酸赫纳米复合材料的比较,提出单体的位阻和极性影响纳米复合材料形成的论点。关键词:单体插层原位聚合层状硅酸盐纳米复合材料尼龙,/?./..,..,.一/?,?.,.,,.一,..’.一//.,/././.’?.,.//’/..:一前言月旨随着现代科技的飞速发展,社会对高分子材料性能的要求越来越高。世纪年代术,纳米体系的出现为发展新材料提供了新的途径和新的思路,纳米微粒的诞生也为常规的复合材料的研
4、究增添了许多新的内容。聚合物基纳米复合材料的研究为改善高分子材料性能提供了一条有效途径。于年最早提出了纳米复合材料的概念?,指复合材料中分散相尺度至少有一维小于量级的复合材料。纳米材料刚刚诞生几年,其所具有的独特性质和新的规律,已使这一领域成为跨世纪材料学研究的热点,被公认为是世纪重点发展的新型材料之一。世界各国都对这种材料给予了极大重视,纷纷将其列入近期高科技开发项目,例如,美国的“星球大战”计划,西欧的“尤旱卡”计划,我国的“”计划和“九五计划”等都将其列入重点研究丌发课题。年月,第二届国际纳米材料会议在德国举行,这标志着纳米材料已成为材料科学研究的焦点,有关这方面的研究与丌发在全世界
5、范围内工迅速展开。科学界人士断言:“纳米科学带给人类的影响将像产业革命、技术革命、抗菌素以及核武器那样深远”。目前国内外许多科学工作者都在通过高科技手段,采用纳米新技术及先进的制造工艺,将纳米材料用于聚合物的改性中,以提高高分子材料的性能,现已在高性能结构材料和具有光学、电学、磁学等性能的功能材料的研究上取得了令人瞩再目的成果?】。年,日本的丰用研究发展中心首先报告了通过单体插层原位聚合,第一次得到了聚合物/层状硅酸黼纳米复合材料。这种材料实现了无机纳米相的均匀分散、有机/无机界面的强粘结、自组装和优异的力学和热学性能,因此它一出现就引起了广泛的兴趣,吸引了大量的工作者对它进行研究。这方面
6、研究处于比较领先地位的有美国的大学、州立大学、本的丰田研究发展中心以及中国科学院化学研究所等。已报道所得到的复合体系有尼龙、、、、/粘土等多种体系,但/粘土纳米复合体系的研究尚未见报道,对纳米复合材料形成的机理研究也鲜有报道。本项研究通过单体插层原位聚合法合成尼龙、/粘土纳米复合材料,并首次合成/粘土纳米复合材料。用电子透射电镜观察复合材料的微观相念,用差热扫描仪研究复合材料的热性能,并对吸水性能、流动性能进行研究。最后通过各种实验结果讨论聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料形成的机理及影响因素。这一工作对于进一步研究和丌发新材料,拓展纳米材料的应用领域具有重要意义。第一章文献综述第一章文献综述
7、第一节纳米复合材料概述纳米尺度是处于宏观与微观之间的一种介观状态,当任何材料用高科技手段被细化到纳米量级时,该材料的物化性能就会发生巨大的变化,产生出一些奇异的物化现象,呈现出与常规材料完全不同的性质:由于表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等,纳米复合材料的性能优于相同组分的复合材料。因为纳米微粒尺寸小,表面能高,比表面积大,位于表面的原子占相当大的比例,表面原子因缺少近邻配位的原子以及高的表面能,使这
