聚酰胺6粘土纳米复合材料的制备与表征

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1、湖南大学硕士学位论文聚酰胺6/粘土纳米复合材料的制备与表征姓名：王建华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：唐薰;熊远凡20040408工程硕士学位论文摘要聚合物／粘土纳米复合材料既表现出粘土矿物优良的强度、尺寸稳定性和热稳定性，又具有聚合物的断裂性能、可加工性和良好的塑性。本文研究了用一步插层原位聚合法制备聚酰胺6(PA6)／粘土纳米复合材料的工艺条件，对所合成的复合材料的性能进行了详细地表征。实验中选用阳离子交换能力为90～120mmol／lOOg、蒙脱土含量I>60％的粘土。通过对粘土处

2、理前后的红外和XRD分析可知处理土中有强烈的亚甲基伸缩振动特征峰，表明粘土层间已插入有机化合物而成为了有机化粘土。通过使用水和助分散剂D对粘土进行处理后，以c为主有机化剂、以B为辅助有机化剂，A为质子化剂，可通过机械除水法除水90％以上。采用插层原位聚合技术于250～260℃常压聚合2～6小时，减压反应15～30分钟，不需加聚合催化剂。Pa6／粘土纳米复合材料是以，型结晶为主的PA6．说明纳米粘土的加入使得聚合物的晶型发生了变化。制备的复合材料中粘土已剥离成纳米尺度并均匀分散在PA6基体中。该材料

3、的DSC升温曲线具有熔融双峰，说明粘土在PA6中促进y晶型生成的作用。而降温曲线表明粘土加入使得PA6的结晶温度提高，过冷度变小，结晶峰宽变窄，结晶度增大，说明粘土对于PA6的结晶起到了异相成核作用，从而提高了PA6结晶速率。力学性能测试结果表明纳米PA6比纯PA6有明显的提高。纳米PA6和纯PA6的流变行为表明它们都属于假塑性流体，前者的非牛顿指数小于后者，前者的表观粘度小于后者。粘±的加入使材料对氧气的透过率和吸水率降低，表明粘土的加入大大提高了材料的阻隔性能，同时还具有较好的阻燃效果。本文还

4、简介了纳米PA6在注塑制品、薄膜、纤维丝等方面的应用前景。关键词：聚酰胺6：粘土；纳米复合材料：制备；结构和性能：表征AbstractInthispaper,theprocessingconditionsofpreparingpolyamide-6／claynanocompositesbyone—stepin·situintercalationpolymerizationmethodwerestudied，andthestructureandpropertiesofthenanocomposite

5、swerecharacterizedindetailbymeansofFTIR，XI①，TEM，DSCandTGetc．Inordertoimprovethecompatibilitybetweenclayandtheorganicphases，organoclayWaS．synthesized，andchangesinthelayerstructureofclaybeforeandaftertheintermixinginvestigated．111ecationexchangecapacity

6、is90～120mmol／1009andthecontentofmontmorillonitelargerthan60％ofclay嘲choseninexperiment．强eclayWBStreatedwithusingwaterandauxiliarydispersingagentD，thenorganoclaywaspreparedfromsodiumtypeclaybycationexchangewi血protonatingagentA．mainorganizingagentCandaux

7、iliaryorganizingagentB，whichmadeclaychangefromhydrophilictolipophilic．coulddewatefingmorethan90％bythemechanicaldewatefingmethod．FTIRanalysisbeforeandafterofthetreatedclayshowedthatexistthelineofdeformationvibrationof—CH2-at1460cm。1andthelineofstretchi

8、ngvibrationofC．Hat2939cm‘1intreatedclay．ItWasindicatedthatorganiccompoundhavebeenintercalatedintoclaysilicatelayersformanorganoclay．SpacingoflayersofclayWasdetectedusingXRDandWasobservedtohaveincreasedfromO．99nmto1．58nmfororganoclayandthereiSn