聚苯乙烯%2f蛭石纳米复合材料制备、结构和性能的研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要聚合物纳米复合材料的研究是当前材料科学研究的热点和前沿课题，具有重大的科学意义和广阔的应用前景。本论文首先对新疆蛭石进行了钠改型和有机化改性，在此基础上，采用乳液聚合法和熔融插层法成功的制备了聚苯乙烯／蛭石纳米复合材料，较深入地探讨了乳液插层的制备工艺条件对复合材料结构的影响，对用熔融插层制备的复合材料的热性能、力学性能和燃烧性能等做了详细研究。结果表明，经有机改性后的蛭石由亲水变为疏水，表面能降低，分散性也得到明显改善；乳液聚合制备聚苯乙烯／蛭石纳米复合材料的形成，受钠离子在乳液中的剥离吸附作用，并受蛭石用量、引

2、发剂和反应物添加顺序等条件的影响。蛭石能够均匀分散并基本插层于聚苯乙烯基体中。在适当的蛭石含量下两种方法制备的复合材料的热分解温度均能得到提高。但熔融插层对热稳定性的影响比较大。熔融插层制备的聚苯乙烯／蛭石纳米复合材料，随着有机蛭石用量增加，复合材料的各种性能呈现一定的变化规律。当蛭石的添加量为3％时，复合材料的力学性能达到最好，拉伸强度提高了0．8MPa，缺口冲击强度比纯聚苯乙烯提高了41％，断裂伸长率与纯PS相比则增加了77％。随蛭石含量的增加，氧指数呈上升趋势，说明蛭石的加入有利于提高聚苯乙烯的阻燃性。蛭石量超过3％时，熔体流动速率迅速下降。综合各

3、种性能，蛭石的理想添加量为3％。关键词：蛭石聚苯乙烯纳米复合材料乳液聚合熔融插层西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractPolymer／layersilicatenanocompositesiSthescientificresearchfocusandcutting．edgetopicsofmaterialsthathavegreatscientificsignificanceandwideapplicationprospects．Inthispaper,firstlytheXinjiangVermiculitewasmodifiedbys

4、odiumsaltandorganicate．Onthisbasis，PS／vermieulitenanocompositeswerepreparedbyemulsionpolymerizationandmeltintercalationrespectively．IntercalationprocessconditionswerediscusseddeeplybyemulsionpolymerizationtopreparethePS／vermiculitenanocomposites，discussiontherelationshipofprocess

5、conditionsandstructureofcompositematerials．Thermalproperties，mechanicalpropertiesandcombustioncharacteristicsofthecompositematerialbythemeltintercalationwerestudiedindetailResearchshowsthataftervermiculitewasmodifiedbyalkylammonium，Veimiculitebecomehydrophobicfromhydrophilic，thes

6、urfaceenergywasreduced；dispersionhasalsobeensignificantlyimproved．TheadsorptionandstrppingofsodiumionintheemulsionwasaffectedtheformationofPS／vermiculitenanocompositesbyemulsionpolymerization，inadditiontheamountofvermiculite，thereactioninitiatorandaddingconditionsoftheorderwereaf

7、fectedthestructureofcompositematerial．Vermiculitecanbeuniformlydispersedandintercalatedinthepolystyrenematrix．IntheappropriatecontentofVermiculite，thethermaldecompositiontemperatureofcompositematerialshasbeensignificantlyimprovedpreparedbytwoways．However,meltintercalationonthethe

8、rmalstabilityislarger．PreparedPS／organic