聚丙烯蒙脱土复合材料的加工和制备

《聚丙烯蒙脱土复合材料的加工和制备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、聚丙烯/蒙脱土复合材料的加工和应用摘要：将TiCl4作为插层催化剂负载丁•有机蒙脱土上，利用原位插层聚合法使蒙脱土片层完全剥离，制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料，进而提高其力学性能、耐热性及韧性。关键词：聚丙烯；蒙脱土；纳米复合材料；原位聚合AbstractzTiCUloadontheorganicmontmorilloniteasakindofintercalatedcatalyst.Montmorillonitelayersarestrippedabsolutelybyinsitupolyme

2、rization，AndpreparedPolypropylene/montmorillonite(PP/MMT)nanocomposites.Thenthemechanicalproperties，heatresistanceandtoughnesscanbeimprovedgreatly.Keywords：polypropylene;montmorillonite;nanocomposites;insitupolymerization.刖s聚丙烯（pp）具有机械性能好、无毒、和对密度低、刚性

3、好、流动性好等优良特性，且其来源广泛，使其成为一种应用广泛的质优价廉的通用塑料，在汽车、家电、信息、机械、化工等领域占有重要地位。但PP的冲击性差、韧性差、易老化及其作为非极性聚合物与大部分聚合物相容性较差等缺点，很大程度上限制了其进一步应用及发展，故对聚丙烯进行增韧增强等改性的研究H渐令人关注。[1-5]改性聚丙烯屮聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料因粒子以纳米尺寸层状分散在聚丙烯基体中，具冇很强的界面结合力，吋以充分发挥MMT纳米粒+的刚性、耐热性和尺、r稳定性，改善pp的强度、耐热性能等，实现通用

4、材料的高性能化。[2-4]在对聚丙烯/蒙脱土进行加工时由于PP主链上无极性基闭，与蒙脱土和容w难，即使用有机蒙脱土也难以实现纳米尺、r的分散。为丫能使蒙脱土均匀地分散于基体中，对于制备聚丙烯纳米杂化材料来说主要可采用2种方法：①使用大分了•相容剂先和宥机蒙脱土共混，而盾与聚丙烯共混。如采使用的相容剂与聚丙烯相容好，则蒙脱土可产生剥离，形成纳米片层而均匀地分散于聚丙烯中；②将TiCl3或茂金属化合物负载于有机蒙脱土上，然后催化内烯聚合，从而也可使蒙脱土呈纳米尺、J•分散于聚丙烯基体屮。工业上进而衍

5、生出的加工方法有：溶液插层、固相剪切插层法、熔融插层及原位插层聚合。[6]溶液插M法，就是用溶剂溶解高聚物和分散蒙脱土,井借助溶剂的作用，使聚合物插层进入蒙脱土层间，然后挥发掉溶剂。但此方法一方而是难以找到既能溶解聚合物乂能分散蒙脱土的溶剂，另一方面大量的溶剂不易挥发，浪费比较严重,影响环境，故不松被使用。固相剪切插层法利用双辊转速差产生切线方向的剪切力，将纳米材料剥离成片层，均匀分散在PP基体屮，此方法由于双辊转速差较难准确控制，使复合材料性能不稳定。[3]在工业上，应用较为广泛的就是熔融插层

6、法和原位聚合法。熔融插层法由于其操作简争、无需处理过多溶剂、易于工业化被广泛使用，其原理是将高聚物加热到软化温度以上，在剪切作用下实现聚合物分子在填料间的纳米分散。里然熔融插M法工艺简单，但由于PP的体积效应，存在插M困难、分散不均、能耗高及复合材料性能不稳定等缺点。原位聚合法是指Ziegler-Natta催化剂负载在MMT纳米片层的表面及层问，然后丙烯分子插入MMT片层之问进行聚合。在随后进行的引发聚合屮，生长的大分子链可将MMT片层剥离并使其以纳米尺度分散在聚合物基体中。这种方法制备的PP/

7、MMT纳米复合材料，由于分子链在纳米尺度的MMT表而及内部生长，可使复合材料形成均匀的分散体系，并其宥强的界而作用力，使PP的许多性能得到改善，但其工艺路线长，条件复杂，并不适用于所冇的高聚物单体。本文主要介绍原位聚合法对聚丙烯/蒙脱土的加工及应用。1.实验部分[1]1.1原料蒙脱土(MMT),天然钠基膨润土原矿，在400°C下锻烧6h后备用，四平刘房子爱思克膨润土有限公司；无水氯化镁(MgCl2),营口向阳化工厂；正丁醇，分析纯，经4A分子筛浸泡一周盾备用，北京化工厂；四氯化钛(TiCl4),

8、分析纯，北京益利化学品有限公司；己烷，工、Ik级，辽阳石化公司；三乙基铝(TEA),Aldrich产品;丙烯，聚合级，辽阳化工三厂；聚丙烯(PP5004),熔体流动速率2.0-4.5g/10min，辽阳化」-三厂；邻苯二中酸二正丁酯，分析纯，北京益利化学品有限公司；环戊基甲基二甲氧基硅烷，辽阳化工三厂。1.2插层型双载体催化剂的制备(1)将配宥机械搅拌的三口烧瓶经加热及真空干燥后，在N2保护卜7令却至室温；在搅拌下向瓶屮加入无水MgCl2及丁醇，然后升温使MgCl2完全溶解，滤去不溶物。(2)向