复合载体法原位制备ppmmt材料及其性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文复合载体法原位制备PP/MMT材料及其性能研究姓名：张永申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：范宏20060901浙江大学硕士学位论文摘要本文将插层聚合的概念引入到烯烃聚合中，通过原位聚合的办法制备了聚丙烯／蒙脱土(PP／删T)纳米复合材料。同时研究了蒙脱土在聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料中的分散以及聚合工艺条件的影响，考察了聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的结晶行为和热稳定性。首先重点研究了原位聚合法制备聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料时影响蒙脱土分散的因素，研究发现丙烯原位聚合的活性主要受蒙托土负载主催化剂量、主催化N／助催

2、化剂配比、外给电子体／助催化剂配比的影响，催化活性高、反应时间延长有利于进一步提高蒙脱土在聚丙烯基体中的分散程度。X射线衍射和TEM分析结果表明，随着丙烯原位聚合的进行，蒙脱土在聚丙烯基体中逐渐被剥开，可以达到纳米级的分散。同时研究发现，聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料经熔融压制等一些热加工处理后会使得一部分蒙脱土的分散状态出现回归到原始状态，另有一部分XRD的衍射峰进一步向小角方向移动，层间距进一步扩大。接着探讨了聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的结晶行为，发现蒙脱土的引入可以抑制聚丙烯基体在急剧冷却中产生B晶，同时会使小部分Q晶不完整，产生少量

3、微弱的Y晶。同时蒙脱土充当大量的成核剂使得聚丙烯基体的结晶速度加快，但结晶度随着蒙脱土含量的增大而有所下降。采用差示扫描量热法(DSC)对原位聚合法制备的聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的等温结晶过程进行了研究，利用Avrami方程对其结晶动力学进行研究，发现Avrami指数n≈3，半结晶时间tl，2较纯PP大幅度降低，属于典型的异相成核机理。在非等温结晶过程中，原位聚合得到的复合材料的Avrami指数n大于文献报道的熔融共混法复合材料的Avrami指数。此外还研究了聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的热稳定性，采用热失重分析仪(TGA)对聚丙烯／蒙

4、脱土纳米复合材料进行热稳定性研究。在原位聚合法与熔融共混法两种制备方法对比中发现，熔融共混法制备的复合材料在氮气环境下热稳定性下降，而在空气环境下热稳定性有所上升；原位聚合法制备的材料热稳定性无论在氮气环境还是在空气环境中均有稳步提高，3％左右的MMT含量在氮气环浙江大学硕士学位论文境下可以将最大热失重速率温度提高近45。C，而在空气环境下最大热失重速率温度提高有40℃。关键词：原位聚合、聚丙烯、蒙脱土、复合载体、纳米材料II浙江大学硕士学位论文AbstractPolypropylene(PP)nanocompositeswerepre

5、paredbYin-sirepolymerization．Theexfoliationofmontmorillonite，crystallizationbehaviorofPP／MMTnanocompositesandthethermalstabilityofPP／MMTn粕Ocompositcswel'estudied．FactorsinfluencingdispersionextentofMMTlayersinPPmatrixwel-einvestigated．Themorphologyofnanocompositesobtaine

6、dwasexaminedusingTEMandX-mydiffraction．Results6．omTEMobservationofthecompositesindicatedthatMMTfillershavebeenexfoliatedtonano·sizedlayerstructureinPPmatrix．Wefoundthathighreactivity．10wisotacticdegreeandlongreactiontimecouldimprovetheexfoliationofMMTlayers．Wealsofoundth

7、atsomeoftheMMTlayerswouldcomebackinitializationwhenthePP／MMTnanocompositesweretreatedbyheat打eatment．ThecrystallizationofnanocompositesofisotacticpolypropyleneswithmodifiedmontmodlloniteWel"estudied．ItWasfoundthattheexistenceofdispersedMMTlayersinthenanocempositesinhibite

8、d13crystallizationinitiationwhenPPmatrixwascooling，whileresultedincompleteacrystallizationofPP,andalitt