纳米蒙脱土丙交酯复合材料文献综述

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1、文献综述纳米蒙脱土丙交酯复合材料一：前言部分自从19世纪英国建立了燃料工业到现在，石油化工获得了长足发展。各式各样的塑料制品进入普通百姓人家，极大地方便了人们的生活。随着时间的推移，这些塑料制品（聚苯乙烯，聚氯乙烯，聚烯烃）慢慢暴露一些问题。由于它们不可以降解，在地底下可以埋上几百年，占用了大量的土地资源。人们试着用焚烧来处理。但是，它里面的有毒物质会进入大气中，而且产生的二氧化层会加剧温室效应。在这样一个大背景下，生物降解性制品应运而生（PLA/MMT材料也是一种）。聚乳酸复合材料就是在PLA中混合MMT并达到纳米级结构。由于PLA中有酯基，在一定条件下它会断开

2、，故能够分解。单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸.聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族.丙交酯是合成聚乳酸重要的中间体。丙交酯分子中含有2个手性碳原子,存在着4种光学异构体L2丙交酯、D2丙交酯、外消旋丙交酯和内消旋丙交酯。其结构式分别为【1】纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25nm，蒙脱石含量大于95%。具有良好的分散性能，可以广

3、泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加（通常采用螺杆共混）。蒙脱土主要成分蒙脱石【2】，是由两层Si—O四面体和一层Al-O八面体，组成的层状硅酸盐晶体，层内含有阳离子主要是钠离子，镁离子，钙离子，其次有钾离子，锂离子等。蒙脱土的纳米有机改性目的是为了：将层内亲水层转变为疏水层，从而使高聚物与蒙脱土有更好的界面相容性。二：主题部分塑料工业的飞速发展带来了便利，也给环境造成了巨大压力。许

4、多国家投入资金资助一些科研机构研发新型材料。用可再生资源如淀粉【3】，秸秆等衍变得到的生物基材料越来越受到关注。聚乳酸以玉米或薯类淀粉经发酵制得的乳酸为基本原料、经缩聚反应或其二聚体丙交酯的开环聚合反应而制得,在自然界中可生物降解生成二氧化碳和水,因而是一种来自自然界、使用后又回归自然界的环境友好材料,也是近年来研究开发最活跃的可生物降解材料之一,广泛地应用于包装材料、纤维、农膜、生物医用材料等领域。但是,聚乳酸耐热性较差,制约了它的应用,同时,其力学性能和气体阻隔性亦有待于进一步提高,以满足不同应用的要求。这促使人们对聚乳酸进行改性研究,各种聚乳酸改性方法和材料

5、相继出现,如共混、共聚、纳米复合等。与聚乳酸这种塑料相对应的是传统石油基高分子。自1984年Roy【4】首次提出纳米复合材料的概念以来,聚合物基纳米复合材料已得到广泛的研究和应用。由于纳米粒子具有小尺寸效应、大比表面积、强界面结合效应等特性,使纳米复合材料具有优异的性能。1997年Ogata【5】首次报道聚乳酸纳米复合材料,发现加入蒙脱土可使聚乳酸的结晶性和杨氏模量提高;之后,聚乳酸纳米复合材料得到了很大的发展,相继出现了聚乳酸P蒙脱土纳米复合材料、聚乳酸P羟基磷灰石纳米复合材料、聚乳酸P纳米二氧化硅复合材料、聚乳酸P纳米碳管复合材料,纳米复合的方法也从溶液共混法

6、、熔融共混法发展到原位聚合法,其耐热、结晶、力学以及气体阻隔等性能得到显著的提高。目前合成纳米聚乳酸材料主要有三种方法【6】。分别是溶液共混法，熔融共混法，原位聚合法。溶液插层复合法是基于一个能使聚合物溶解和使有机改性MMT分散的溶液系统，当聚合物溶液和MMT分散液混合时，聚合物长链分子插层进入MMT的片层之间取代溶剂分子，挥发除去溶剂分子后可获得纳米复合材料。溶液插层复合法虽然可以实现PLA与MMT的插层复合，但也存在很大的局限性一方面是由于通常难以找到理想的溶剂，使其既能溶解PLA又能很好地分散MMT，同时对环境无污染；另一方面是当溶剂挥发时，要使聚合物不随之

7、脱插非常困难。原位插层复合法是指在一定条件下使乳酸单体或丙交酯在MMT片层间发生聚合反应，该方法可以使大量的聚合物大分子链进入硅酸盐片层间，从而使其层间距大幅度扩展，甚至使MMT以单层片形式均匀分散在PLA基体中，在纳米尺度上实现MMT片层与PLA之间的复合，形成理想的剥离型插层纳米复合材料。熔融插层是应用传统的聚合物加工工艺，将聚合物在熔点（结晶聚合物）或玻璃化转变温度（非晶聚合物）以上与层状硅酸捏合，在剪切力作用下使聚合物大分子插层进入层状硅酸盐片层间制备纳米复合材料的方法，适用于绝大多数热塑性聚合物，最终形成的结构可能是插层型，也可能是剥离型。熔融插层复合法

8、是目前制备