聚合物层状黏土纳米复合材料的研究

《聚合物层状黏土纳米复合材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:日期:关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅:本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影

2、印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名导师签名:日期:山东大月介r阵t翻Ittkie文中文摘要聚合物层状a土纳米复合材料在制备方法、结构、性能及应用方面都优于一般的聚合物材料，在电子器件、汽车塑料、航空航天材料、生物医药和食品包装等领域有着广泛的应用前景，近10年来已经成为当今聚合物材料基础研究和开发应用的热点。用于合成聚合物/层状戮土纳米复合材料的薪土可分为层状阳离子私土(如蒙脱土、高岭土等天然豁土和一些带负电荷的合成猫土)和层状阴离子乳土(LAC,如层状混合金属氢氧

3、化物)。聚合物t阳离子戮土复合材料的研究较多，但是聚合物链与薪土表面的作用机理还没有统一的解释，需要进行进一步研究;由于阴离子乳i在制备夹层纳米材料时，具有组分和层电荷密度可调、层片为一折皱的多面层结构而比阳离子乳土具有更多的伸展性等优点，越来越引起人们的注意。本论文通过阳离子a土电性质研究、阴离子乳土的制备及电性质研究，选择了适合制备聚合物/x土纳米复合材料的聚合物和瀚土材料，成功制备了聚氧乙烯/iM皂石、聚苯乙烯t锉皂石、烷基聚氧乙烯基硫酸盐/Mg-Al-N03阴离子猫土、聚乙二醇磺酸瓶/Mg-Al-N03阴离子豁土纳

4、米复合材料，并用X射线衍射(XRD)*透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)等多利，手段进行了表征。一、戮土的电性质研究聚合物插层进入戮土层间与薪土层间距和电性质与很大的关系。无论是阴离子私土还是阳离子猫土，都是亲水性的，但是一般的聚合物是亲油性的，所以必须对a土进行有机化处理。乳土的永久电荷密度(。)表征着猫土层间可以交换的离子的数量，直接影响改性剂离子与层间离子的交换，与猫土有机化有直接关系。当a土。较高时，片层因为较强的排斥力而容易被撑开，从而便于聚合

5、物的插层。电势滴定法是测定x土颗粒的零电荷点(ZPC)和。的最常用的方法。本文通过对电势滴定法测定ZPC的物理意义的理论分析，认为对不带有永久电荷的物质，ZPC实际_}:为零可变电荷点印HZPNc)，对带有永久电荷的物质，ZPC实际上其是零净电荷点(PHzpNc)。本文使用电势滴定法测定的高岭土的ZPC和。，对合成的Fe-AI-Mg-Cl山东一夕:A拟创井士理瞬亡比I仑j叱LAC和Mg-AI-N03LAC进行了表征，发现电势滴定法测定的。P要小于理论计算得到的。P.T，表明在电位滴定过程中，戮土层间的离子不能完全释放到溶液

6、中，实验测得的电荷密度实际是一个表观值。二、聚氧乙烯/W皂石纳米复合材料的制备与表征合成铿皂石由于具有合适的电荷密度，同时又具有很高的纯度，因此适合用于研究聚合物/猫土复合材料合成的机理问题。本论文用溶液插层法成功制备了聚氧乙烯(PEO)/铿皂石纳米复合材料，提出在PEO/锉皂石悬浮体系中，铿皂石粒子在PEOi理皂石悬浮体系中以两种形态存在:形态I为剥离的铿皂石单个片层，形态II为PEO包覆的铿皂石球形粒子。当PEO用量较少时，PEO长链的插入使部分锉皂石片层剥离，少量的PEO分子吸附在剥离的铿皂石片层上构成形态I;另一部

7、分锉皂石以几个片层的粒子形式存在，一部分PEO插层进入初级粒子的层间，使铿皂石的片层间距增大。另一部分PEO长分子链将初级粒子包覆而形成球形的粒子构成形态IIe随着PEO用量的增大，更多的PEO吸附到铿皂石片层并将其包覆，形态I中的单个片层逐渐减少而成为形态II的球形粒子.而原来形态II中的铿皂石初级粒子也因为更多的PEO分子的插入和吸附使其片层间距和整个粒子的体积均增大，表现在XRD谱图衍射峰向小角方向移动。TEM照片证明随着PEO用量的增加，单个铿皂石片层减少，球形粒子增多。FT-IR证明复合材料中PEO分子的亚甲基伸

8、缩和变形振动的红外吸收峰发生改变，证明PEO链插层进入锉皂石层间，并在层间采取无序的排布方式。振荡剪切实验表明PEO长链通过桥联作用将铿皂石片层连接在一起，形成空间网络结构，使悬浮体系的结构强度升高，动态储能模量G’升高。但当PEO用量加大时，更多的PEO长链通过吸附将锉皂石片层修饰为球形粒子，破坏了原