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《插层法制备聚合的／蒙脱土纳米复合材料的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、插层法制备聚合的／蒙脱土纳米复合材料的研究进展58工程塑料应用2002年.第30卷.第5期插层法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展戈明亮华南理工大学聚合物成型装备国家工程研究中徐卫兵广州5Io64c1)(合肥工业大学化工学院230009)摘要对插层法制备聚合物/蒙脱土蚋米复合材料的国内外研究现状作了简要的回顾,并对聚合物/蒙脱土蚋米复合材料的力学性能,站晶性能,阻隔性能,热稳定性,各向异性及阻燃性能进行了综连.关键词蚋米复合材料聚合物蒙脱土综述插层法制备的聚合物/蒙脱土纳米复合材料具有许多优异的性能,已引起人们的极大兴
2、趣.插层复合法是制备高性能聚合物基纳米复合材料的一种重要方法,也是当前材料科学领域研究的热点.该方法将单体或聚合物插^到蒙脱土片层问,破坏蒙脱土的片层结构.使其以厚度为1I1133左右的片层分散于聚合物中.形成聚合物纳米复合材料.聚合物与蒙脱土达到分子水平的复合.大大增加了聚合物与蒙脱士的界面相互作用,使复合材料具有卓越的力学性能.为了使聚合物分子链能够插八到蒙脱土的片层问,一般需要对蒙脱土进行表面有机化处理.用有机阳离子去改变蒙脱土片层的极性,降低蒙脱土片层的表面能,以增加两相间的亲和性,常用的有机阳离子是烷基季铵盐.如十
3、六烷基三甲基溴化铵等.插层复合法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料有两种方法,一种是单体插层聚合法;另一种是聚合物插层法.单体插层聚合法先将聚合物单体分散到蒙脱土片层中.然后使单体在蒙脱土层间进行聚合反应,利用聚合时放出的巨大热量,克服蒙脱土片层问的库仑力,使蒙脱土片层剥离,从而形成纳米尺度的蒙脱土片层与聚合物基体化学键结合的复合物:对于单体插层聚合法而言,按照单体聚合反应的类型,叉可分为缩聚插层和加聚插层两种类型.聚合物插层法利用一定的物理与化学作用力使聚合物大分子链插层进入到蒙脱土的片层中,从而导致蒙脱土片层与聚合物在纳米尺
4、度上的复合而形成聚合物纳米复合材料.这种方法叉可分为聚合物溶液插层法和聚合物熔融插层法.l聚合物纳米复合材料研究现状1.1国外研究现状自19B7年日本丰田中央研究所首次报道利用插层法制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料(NCH1来,日本丰田中央研究所,美国Comell和Michigan大学都对插层制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料作了广泛的研究,合成了各种聚合物/蒙脱土纳米复合材料,这些聚合物包括尼龙6,聚酰亚胺,环氧树脂,橡胶,聚己丙酯"】,聚氧化乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯等.ArimitsuUsukl等研究了有机插层剂对插层复合的影响
5、,并制备出一系列一烯烃类聚合协蒙脱土纳米复合材料.研究结果表明,此类复合材料的热稳定性及足寸稳定性较好,蒙脱土层间距大于3姗.AS.Moet等在MeCN溶液中制备聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料,抽提实验表明接枝率为111g苯乙烯/1g蒙脱土,X射线衍射(XRD)及电镜(SEM)结果说明蒙脱土层间距为245Frill,粒径为150～40Onm.他们用胺基封端的(丁二烯/丙烯腈)共聚物(ATBN)制备橡胶/蒙脱土纳米复合材料,TGA结果表明,橡胶的接枝率为06gATBN/1g复合物,XRD及电镜结果表明,蒙脱土层间距为1.52姗,
6、分散相平均尺寸为60nm.Kate等"将蒙脱土浸^到苯乙烯单体中,制备了苯乙烯一十八烷基三甲基铵蒙脱土层问化合物.在N气氛中加热聚合,得到聚苯乙烯一十八烷基三甲基铵蒙脱土层问化合物.Ruiz—Hitzky等将聚环氧乙烷(PEO)与不同交换性阳离子的蒙脱土溶液混合搅拌,合成了新的具有二维结构的纳米复合材料.该材料经不同的溶剂处理后,其PEO含量保持不变,且在惰性气氛中的热稳定性高达500～6OOK:Vaia等用直接熔融插层法首次将烷基铵蒙脱土与聚苯乙烯粉末混合,并在压机上压成片状试样,接着在高于聚苯乙烯的玻璃化转变温度(90℃
7、)下加热,扶而形成聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料.Messermith"等的研究表明,环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的储能模量在玻璃化区提高了60%,在橡胶化区提高了450%.TLarL等用间苯二胺作为固化剂,制备了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料,并研究了不同固化条件下环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的微观结构与性能,发现固化温度对纳米复合材料有显着的影响,在75℃慢速固化4h或在140~C快速固化4h时形成插层型纳米复合材料,而在中等固化速率(先在75℃固化2h,再在125%继续固化4h;或在125℃固化4h)时形成剥离型纳米复合材
8、料1.2国内研究现状中科院化学研究所率先在国内开展聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究,目前已取得多项成果并申请了国家专利.如单体插层缩聚法制备尼龙6/蒙脱土,PET/蒙脱土,PBT/蒙脱土纳米复合材料等,提高了材料的热性能和阻隔性,并使结晶速率提高.他们还通过聚合物溶液插层法及熔融收稿日期:
