PBT蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备和性能研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要纳米技术和材料的出现，给新材料产业带来了无限生机。利用层状硅酸盐对高分子材料进行改性是当前的热点之一。本论文主要研究了聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)／蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备、性能。采用溴化十六碳烷基三甲铵对钠基蒙脱土进行改性，以自己处理的有机蒙脱土(OMMT)为添加剂，采用熔融插层和原位聚合制各了PBT／MMT复合材料。利用X．射线衍射(XIm)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)重点考察了季铵盐对蒙脱土(MMT)的插层效果；利用差热分析(DSC)、电子拉力机、冲击试验机

2、等测试仪器和手段，重点考察了有机蒙脱土(OMMT)对PBT／MMT复合材料力学性能等方面的影响；利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XIm)等测试方法对蒙脱土在PBT中基体中的分散状态进行了观察。作者研究了反应温度，反应配比，反应时间和搅拌方式对蒙脱土插层效果的影响，得到最佳反应条件。首次采用灰关联方法对插层剂的本征参数进行了分析。选取铵盐、季铵盐的结构和能量等参数，对其插层蒙脱土后撑开的层间距进行灰关联计算，发现活性剂的整体能量、链长和电子能量是影响插层效果的决定性因素。作者研究了熔融插层和原位聚合制备的复合材料中

3、，蒙脱土含量对其力学性能如拉伸强度和冲击强度的影响。两种方法制备的复合材料与纯PBT相比，拉伸强度分别提高了6．5％、6．6％：冲击强度提高34．5％、37．5％。复合材料的综合性能达到最佳时，其蒙脱土含量是不同的：在熔融插层含量为5％，而原位聚合含量为O．5％。蒙脱土在复合材料中以剥离和插层两种状态共存。在熔融插层方法中，靠机械剪切力对蒙脱土和PBT进行共混，蒙脱土主要以插层态存在于复合材料中；而原位聚合方法中，蒙脱土与反应单体共同参与缩聚，蒙脱主要以剥离态存在。这就是在提高相同的机械性能时，前者所需的蒙脱土含量高于后者

4、的原因。关键词：PBT，蒙脱土，插层，纳米复合材料。江苏大学硕士学位论文Thenewmaterialindustryhasbeengrowingfasterasthedevelopmentofthenanotechnologyandnanomaterials．Polymermodified、Ⅳitllthelayer-silicateWaSoneofthehotspotsnow．ThepreparationandtheperformanceofthePBT／MMTnanocompositeswerestudiedinpre

5、sentwork．TheNa-montmorilloniteWaSintercalatedwithhexadecyltrimethylammoniumbromide．ThePBT／MMTnanocompositesweresuccessfullypreparedbymeltintercalationprocessandinsituintercalativepolymerizationmethod．Theeffectsoftheintercalationofhexadecyltrimethylammoniumbromidei

6、ntheMMTwereinvestigatedbyusingtheXRDpattem、FTIRandSEM．ThestateofMMTinthecompositeswereinvestigatedbyusingtheXRDpattemandTEM．TheeffectofMMTonthestrengperformanceofthenanocompositeswereinvestigatedbyusingtheDSC、electronicpullingtesterandtheimpacttesteretc．Theeffects

7、ofreactiontemperature，massratioofthereactans，reactiontimesandmixingmodeswerestudied．GreyrelationalanalysisWasfirstusedtoinvestigatetherelationshipbetweenthestructureandenergyparametersoftheammoniumsaltandthequaternaryammoniumsaltandthelayerdiatanceofthemodifiedmon

8、tmorillonite．Thetotalenergy、chainlengthandelectronicenergywerethedominantfactorswhichaffectthelayerdistanceefficiently．TheeffectsofMMTcontentsonthemecha