探究聚合物蒙脱土纳米复合材料的研制

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1、青岛科技大学硕士学位论文聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研制姓名：王晓香申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：武玉民20100606青岛科技大学研究生学位论文fIIIIIIIIIIIIIII＼1740533聚合物／蒙脱土纳米复合材料的研制摘要本文利用阳离子交换反应，研究了以蒙脱土(洲T)为代表的硅酸盐类粘土的插层过程，探讨了蒙脱土分散液体系的pH、插层剂用量及插层方式对插层效果的影响，通过XRD、FTIR及TG分析，结果证明了CTAC成功插入到蒙脱土片层间，得到了有机蒙脱土(OMMT)。采用阳离子交换反应，以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)作为有机插层剂改性蒙脱土，然后采用原位

2、自由基聚合方法，以醋酸乙烯酯(VAc)为反应单体，偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂，将制得的OMMT复合到聚合物体系内，得到插层型的醋酸乙烯酯／蒙脱土(PVAc／MMT)纳米复合材料。考察了蒙脱土含量及引发剂含量对聚合反应转化率的影响，并研究了OMMT的加入对复合粒子表面形态、热学性能和粒度分布的影响。结果表明，聚合速率随着OMMT含量的增加而下降，随着引发剂浓度的增加而提高：纯PVAc呈光滑表面的球状形态，而PVAc／OMMT为具有粗糙表面的立方体形状颗粒；另外，复合粒子的粒度显著增大，分散性更好，然而，当粘土含量超过3wt％后，复合粒子的平均粒径开始下降，且粒度分布更广；

3、TG分析结果表明复合材料的热学性能显著提高。将所制备的PVAe／MMT纳米复合材料经氢氧化钠稀溶液皂化处理后得到聚乙烯醇／蒙脱土(PVA／删T)纳米复合材料薄膜，利用SEM考察其结构，并进一步考察蒙脱土的添加量对PVA／MMT薄膜力学性能、透光性能和阻隔性能的影响。结果表明，PVA／MMT复合材料的表面比PVA的表面光滑：OMMT的加入使得复合材料薄膜的力学性能明显提高，但透光性能、吸水速率和吸水饱和度都较PVA有显著下降。关键词：纳米复合材料；原位自由基聚合反应；蒙脱土；阳离子交换反应；结构和性能青岛科技大学研究生学位论文SYNTHESISANDSTUDYOFPOLYMER／

4、MONTMORILLONITENANOCOMPOSITEABSTRACTThispaperreportedthepreparationoforganophilicmontmorillonite(OMMT)throughcationicexchangereaction．TheeffectsofMMTsuspensionpH．intercalatingagentamountsandintercalatingwaysontheinterlayerspaceofOMMTwerestudied．TheX—raydifiractionanalysis(XRD)showedthattheMM

5、Tinterlayerdistancewasenlarged；resultsindicatedbyFourier-Transformationspectroscopy(FTIR)andthermogravimetricanalysis(TGA)alsoprovedthesuccessfulorganicionexchange．TheMMTmodifiedbycetyItrimethylammoniumchloride(CTAC)waspreparedbycationicexchangereaction．Thenpoly(vinylacetate)／o唱anophilicmont

6、morillonitenanocomposites(PVAc／MMT)wasobminedviain．situradicaIpolymerizationwithazobisisobutyronitrile(AIBN)asinitiator．Theeffectsof0MMTandinitiatoronthepolymerizationratewerestudied．Furthermore，theeffectsofOMMTonthecompositeswerestudiedintermsofmorphologicalandthermalproperties，andsizedistr

7、ibutions．ItwasfoundthattherateofpolymerizationdecreasedwhenOMMTcontentwasincreased．initiatorconcentrationwasdecreasedrespectively．TheresultsshowedthatthepurePVACparticleshadsmoothandsphericalshape，whilethePVAc／OMMTparticleswithroughsurfacewereofCUb