聚合物低聚物修饰LDH纳米复合材料的制备及性能研究

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1、摘要LDH特殊的片层结构和性能使它在制备高聚物基纳米复合材料上有着极为重要的应用。本文着手合成低聚物修饰的水滑石及其与高聚物共混制备纳米复合材料，研究它们的结构和性能，以确定低聚物修饰的水滑石是一种重要的纳米改性技术。本文采用自由基溶液聚合将SSS分别与St、MA共聚合成了一系列阴离子型低聚物P(SSS．CO．St)和P(SSS．CO．MA)。通过离子交换法和共沉淀法将低聚物插层LDH制得低聚物修饰LDH，并对它们的结构和性能进行了研究。XRD和FT-IR分析表明共沉淀法更容易将低聚物插层LDH而获得分层或剥离结构的低聚物修饰LDH。TGA分

2、析表明低聚物修饰LDH比低聚物具有更高的热稳定性。根据测试结果讨论了低聚物的组成对低聚物及低聚物修饰LDH性能的影响。在有无相容剂PP．g．MAH．St的条件下，将OLDH和纯LDH分别与PP熔融共混，制备PP纳米复合材料，对PP纳米复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明，加入OLDH诱导PP产生p晶型；加入少量的OLDH提高了PP的综合性能，且加入PP．g．MAH．St的复合材料的性能提高幅度更大。当LDH含量仅为O．5％时，PP／MOLDH0．5在失重5％和10％时的热分解温度比纯PP分别提高了73oC和40oC。当LDH含量为4％时，

3、PP／MOLDH4的热稳定性不再明显提高，但是它的氧指数较纯PP提高了近4个单位，在空气中已难燃。各PP复合材料的力学性能和热变形温度比纯PP也明显提高。在有无相容剂PP．g．MAH．St的条件下，将OLDH和纯LDH分别与HDPE熔融共混，制备HDPE纳米复合材料，并研究了复合材料的热稳定性、热变形温度和力学性能等。结果表明，加入少量的OLDH能提高HDPE的性能。失重5％时，HDPE／OLDH0．5和HDPE／OLDH2的分解温度较纯HDPE分别提高了22oC和33oC。HDPE／MOLDH4和HDPE／OLDH4的热变形温度较纯HDPE

4、分别提高了16oC和14oC。HDPE／MOLDH4的弯曲强度和模量比HDPE分别提高了24％和30％。将OHT与PVC及其它助剂通过熔融共混制备了PVC纳米复合材料。研究表明，加入适当的OHT能有效的提高PVC复合材料的力学性能和阻燃性。PVC／OHTl、PVC／OHT3拉伸强度分别比纯PVC增加了O．52MPa、O．99MPa，而拉伸模量分别提高了O．49GPa、0．60GPa。与纯PVC相比，PVC／OHT3和PVC／OHT5的OI值分别提高了2个单位和4个单位。关键词：低聚物，水滑石，插层，熔融共混，纳米复合材料ABSTRACTLDH

5、sarewidelyusedinthepreparationofnaocompositesduetotheirspecials仃uctureandproperties．TheaimofthisthesisistostudythesynthesisofoligomermodifiedLDHsandtheirapplicationsinthepreparationofnanocompositsbymeltblendingwithpolymers，investigatetheirs仃ucnlres，properties，andestablishan

6、importantmethodforoligomericallymodifiedLDHs．Inthisthesis，theoligomericP(SSS-CO—SOshavebeensynthesizedbyfree-racicalpolymerizationofamixtureofSSSandSt，andtheoligomericP(SSS．CO．MA)shavebeensynthesizedbyfree．-racicalpolymerizationofamixtureofSSSandMA．ThentheoligomermodifiedLD

7、HshavebeenpreparedviaanionexchangeofthenitratesinLDHswiththecorrespondingoligomersandCO-precipitationofoligomerswithnletalnitrates．Theirstructllresandpropertieshavebeeninvestigated．Thestudyindicatesthatthecoprecipitationisbetterthanionexchangeforthepreparationofoligomermodi

8、fiedLDHswithawell—intercalatedorexfoliatedstnlctLlre．TGAanalysisdemonstratesthatth