聚丙烯累托石层状硅酸盐纳米复合材料的制备与性能

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1、武汉化工学院硕士学位论文聚丙烯/累托石层状硅酸盐纳米复合材料的制备与性能姓名：张杰申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张泽强20050901摘要聚合物／粘土纳米复合材料是性能优异的新兴复合材料。熔融插层法是制备这种纳米复合材料最有应用前景的方法，它具有工艺简单、投资少、成本低、污染小和易于工业化等特点。目前制备粘土纳米复合材料常用的粘土多为蒙脱土，累托石的结构与蒙脱土类似，所不同的是累托石为类云母层和类蒙皂石层l：1交替排列的规则间层粘土矿物，具有比蒙脱土更耐高温加工的特点。本文采用经提纯(纯度≥90％)和钠化处理后的天然累托石为原料，通过氧化焙烧除去黄铁矿和有机炭等影响有机插层

2、的有害成份，然后用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)作插层剂，对累托石进行有机改性处理，制备了有机改性累托石。用有机累托石作填料与聚丙烯熔融共混在双螺杆挤出机上制备了聚丙烯／累托石粘土纳米复合材料。为考察累托石粘土有机改性及其与聚丙烯熔融共混的效果，分别对有机累托石和复合材料进行了X射线衍射(Ⅺm)和红外光谱(FTIR)分析，对复合材料进行了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)分析，并研究了有机累托石用量对复合材料力学性能的影响。累托石有机改性试验结果表明：对累托石进行氧化焙烧预处理，有利于有机插层剂插入到累托石层间，提高有机改性效果，焙烧前CTAB的交换率是73．2％，而焙烧后的CT

3、AB的交换率为80．9％；当温度为70℃、pH值为7．37、反应时间为2h时，累托石有机改性的效果最好，CTAB的交换率可达89．1％。此时，XRD、FTIR分析结果及亲水性实验结果表明：累托石的aooI由2．4543nlrl增至2．9450nm，累托石己被有机化，由亲水性变为亲油性。武汉化工学院硕士学位论文有机累托石与聚丙烯熔融共混的试验结果表明：当有机累托石的加入量达到6％时，复合材料有较优异的综合力学性能，其屈服强度、抗拉强度、弹性模量、抗弯强度、弯曲模量分别达到31．68、31．95、315．3、37．4和1336．3Mpa，分别较聚丙烯基体增加6．7％、7．4％、3．2％、1

4、3．4％和21．1％。此时，综合XRD、FTIR、SEM和TEM的分析结果可以得出结论：有机累托石片层在熔融共混过程中己被剥离并均匀地分散到聚丙烯基体中，形成了纳米复合材料。关键词：聚丙烯，累托石，层状硅酸盐，纳米复合材料，插层复合AbstractPolymer／layered—silicatenanocompositeshaveoutstandingcharacteristicsinmanywayssuchassimpletechnics，littleinvestment，lowcost，littlepollutionandeasyindustrializationandhavebe

5、comethehotspotofdevelopmentofnanocomposites．ThemeltCO—mixingisabestofallapplicationforegroundpreparationtoobtainthecomposite．Nowadaysthemontmorilloniteistheincommonuseclaytoobtainclaynanocomosite．Therectorite’Sconfigurationresemblemontmorillonite’S，buttherectoriteisinerraticlyalternatelymadeupof

6、thekinsmanshipmicaandthekinsmanshipmontmorilloniteinproportionasto1：1，andtherectoriteisabletobearorendurehigherartifactitioustemperaturecomparedwiththemontmorillonite．Inthispaper，aftermillrun(pureness≥90％)andNa-substitution，theorgranophilicmodifierwasusedtoobtaintheorgranophilicrectorite．Beforet

7、heorgranophilicmodification，theoxygenationandbakeofrectoriteisnecessarytoeliminatepyriteandorganiccharcoalfortheseinfluencetheeffectsofintercalation．CTABWasusedastheorgranophilicmodifiertoobtaintheorgranophilicrectorite．Poly