热固性树脂蒙脱土纳米复合材料制备及性能的研究

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1、摘要鲍索萍台肥工业大学顺

2、：学位论文本文用烷基季胺盐对钠基蒙脱土进行有机化处理，使其成为有机蒙脱土(Org—MMD。x一射线衍射(XRD)分析结果表明有机胺阳离子己同蒙脱土中的钠阳离子发生离子交换作用，烷基长链进入蒙脱土层间，导致层间距扩大，并使蒙脱土层间亲水性转变成亲油性。采用原位插层聚合法通过浇模固化成型制各了热(1)XRD测试表明环氧树脂进入了有机蒙脱土片层内，使蒙脱土层间距增大。用二乙烯三胺或咪唑作周化剂时，形成插层型纳米复合材料。而用桐油酸酐作固化剂时形成的是剥离型纳米复合材料。(2)XRD测试表明热固性酚醛树

3、脂与热塑性酚醛树脂均能在一定的固化温度下进入有机蒙脱土的片层内，而且从衍射峰的位置和强度可以得出前者的插层效果比后者好。(3)DSC研究了环氧树脂／--乙烯三胺／蒙脱土、环氧树脂，桐油酸酐／蒙脱土、环氧树腊／咪唑／蒙脱土固化体系在不同Org-MMT配比(0，5，10％)及不同温度下的固化动力学，除了运用常见的Kissinger和Crane方法求出活化能和反应级数等动力学参数外，还尝试了用修正的Avrami方程和白催化动力学模型研究了环氧树脂，蒙脱土体系的固化动力学。同时还利用了Flynn-Wal[．Ozawa方法求出环氧

4、树脂／桐油酸酐／蒙脱土固化体系随着反应的进行不同固化度时对应的瞬间表观活化能。其中Org-MMT用量分别为O，5，10％时，环氧树脂／--乙烯三胺，蒙脱土体系表观活化能分别为66．5．55．4，54．6kJ／tool，环氧树脂／桐油酸酐／蒙脱土固化体系表观活化能分别为92．6．87．9．82．5kJ／tool，环氧树脂，咪唑／蒙脱土固化体系表观活化能分别为69．2，69．6，61．6kJ／tool，这三种固化体系的表观活化能随Org-MMT用量的增加逐渐降低或几乎不变，避免了粘土的引入使活化能增大，便于纳米材料制各工艺的

5、推广。(4)对于环氧树脂／二乙烯三胺／蒙脱土纳米复合材料，DMTA测试的是层外固化环氧树脂的玻璃化转变温度，其值与固化温度紧密相关，加入蒙脱土后纳米复合材料的低温口+松弛峰消失。对于环氧树脂，桐油酸酐，蒙脱土纳米复合材料．DMTA测试表明桐油酸酐固化的环氧树脂的玻璃化转变温度随粘土的加入而降低。一(5)利用环氧树脂胶粘特性，测试环氧树脂／二乙烯三胺／蒙脱土纳米复合材料单面铝片搭接拉伸剪切强度和菌形试样抗拉强度，得到有机蒙脱土食焉p为3％时拉伸剪切强度和抗拉强度最大，分别为8．94Mpa和10．04Mpa。J关键词：蒙脱土

6、，纳米复合材料，热固性树脂，环氧树脂，酚醛树脂、修讦湘Avra峨i方程，固化．二乙烯三胺，桐油酸酐，咪唑．xpp．DW，D懈～，液}匕能，动力学参数，拉伸剪∞强度，抗拉强度。。＼／、

7、lAbstract鲍素萍合肥工业太学硕士学位论文Inthisthesis，organic—montmorillorite(Org．MMnwasobtainedbyallion-exchangereactionbetweenNa十一montmorilloritema十-MMnandalkylaminoniulnbromide，leadingt

8、oincreasethebasalspacingofmontmorillonite．XRDanalysisindicatedthatalkylammoniumionshadalreadyexchangedwithNa+iOtiSinNa-montmorilloniteandlongalkyl—chmnshadenteredintothegalleryofmontmorillorite．Thermosettingresin／Org-MMTnanocomposite，includingexopyresin／Org-M】fra

9、ndphenolicresirdOrg·MMT,werepreparedbyinsituintercalationpolymerization，andtheintercalationandexfloliationbehaviourofthemwerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)，DynamicMechanicalThermalAnalysis(DMTA)，andDifferentScanningCalorimetry(DSC)．11lewerkwascomposedinfive

10、parts：(1)Epoxyresin／Org-MMT／diethylenetriamine(DETA)，epoxyresin／Ore·MMT，imidazole(MZ)andepoxyresin／Org-MMTttungoilanhydride(TeA)nanoeompositeswerepreparedbyins