聚合物_蒙脱石纳米复合材料制备与性能.pdf

《聚合物_蒙脱石纳米复合材料制备与性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2002年第6期（总第36期）塑料助剂23聚合物/蒙脱石纳米复合材料制备与性能徐光年蒋惠亮相东旭（江南大学化学与材料工程学院，无锡，214036）摘要简要介绍了蒙脱石晶体结构及聚合物/蒙脱石纳米复合材料形成机理，重点综述了纳米复合材料的制备方法、性能、发展方向和应用前景。关键词蒙脱石插层复合纳米复合材料制备性能�6��7��8�纳米复合材料是指分散相尺寸至少有一有：尼龙6、聚酰亚胺、环氧树脂、聚苯�9��10�维小于100��量级的复合材料，由于其极大乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料的比表面而产生一系列效应：小尺寸效应、界等等。面效应、量子效应、量子隧道效应等

2、。因此制1蒙脱石的结构及插层机理备纳米复合材料是获得高性能复合材料的重要方法之一�1�。目前比较成功的方法是用溶蒙脱石（���）是属于2:1型层状硅酸胶-凝胶法（���-����������），用此法已制备盐，每个单位晶胞由两个硅氧四面体中间夹出多种聚合物纳米复合材料，如聚甲基丙烯带一层八面体构成，二者之间靠共用氧原子�2��3�酸甲酯、聚酰亚胺纳米复合材料等。但连接，每层的厚度约为1��,层间距大约为���-���法由于挥发性副产物的存在导致样1��左右，���铝氧八面体上部分三价铝被品收缩难于控制，另外，如果用超细粉来填充二价镁同晶置换，使层内表面具有负电荷

3、，过改性聚合物，由于当填料粒径小到1���剩的负电荷通过层间吸附阳离子（如��+、+、C�2+等）来补偿�11�14�，其结构见图1�14�。吸0.1��，现有的共混复合技术及界面改性技�术难以获得纳米尺度的均匀分散和理想的界附的阳离子可以被有机阳离子特别是有机铵面粘接，得到的复合材料只属于微米复合材盐所交换，有机铵盐与蒙脱石表面负电荷存�4�料而不是纳米复合材料。虽然前者也能使在一种特殊吸附作用，形成一种紧密吸附层材料某些性能得到改善，但各项性能指标不（称为�����吸附层），使有机阳离子几乎可以能兼顾，往往顾此失彼�5�。如在硬质塑料中加定量置换所有阳离子。

4、蒙脱石矿物对有机阳入橡胶弹性粒子，可以大幅度提高其冲击强离子的这一特殊亲和性，使其非常适宜制备度，但其拉伸强度则有所下降；在高分子材料有机-无机纳米复合材料�15�。因为通过离子中加入增强纤维，可以大幅度提高拉伸强度，交换使硅酸盐表面从亲水变为亲油，降低了但其冲击强度特别是断裂伸长率常常有所下硅酸盐的表面自由能，提高了其和聚合物及降。而近年来发展起来的插层复合法制备聚其单体的相容性。而且有机阳离子可以带有合物/蒙脱石纳米复合材料，则集无机粒子的各种官能团，这些官能团可以参与聚合反应，刚性、热稳定性、尺寸稳定性与聚合物的韧从而提高了无机蒙脱石与有机高分子基体之性、

5、介电性、易加工性于一身，在将通用塑料间的粘接性。由于蒙脱石层间距仅为1��左工程化、高性能化面日益显现出广泛的应右，且层间微环境为亲水憎油，如果不预先对用前景。目前已制备出的该类纳米复合材料蒙脱石进行改性，就不能得到蒙脱石纳米复24塑料助剂2002年第6期（总第36期）合材料，只能得到传统的填充聚合物。因此，为业化，不使用溶剂，对环境友好。了制得性能优异的蒙脱石纳米复合材料，对蒙（2）聚合物溶液插层法。该法是用溶剂脱石的预处理是至关重要的一步。蒙脱石的表溶解高聚物和分散蒙脱石，并借助溶剂的作面改性通过离子交换来完成。插层剂的选择用，使聚合物插层进入蒙脱石层间，然

6、后将溶须符合以下几个条件�15�：剂挥发。（1）插层剂分子容易进入层状硅酸盐层（3）单体熔融插层原位聚合法。间，即（001）面间，并能显著增大蒙脱石的层（4）单体溶液插层原位溶液聚合。间距。（3）、（4）两种方法均分为两个步骤，即先（2）插层剂分子应与聚合物单体或高分单体插层然后在引发剂的作用下引发聚合，利子链具有较强的物理或化学作用，以利于单用聚合时放出的热量使蒙脱石片层剥离。剥离体或聚合物插层反应的进行，并且可增强蒙的纳米片层无规分散在聚合物中，从而形成聚脱石片层与聚合物两相间的界面粘结，有助合物/蒙脱石纳米复合材料。此外，日本丰田中于提高复合材料的性能。从

7、分子设计的观点央研究所还提出了一种原位插层聚合方法制�16�来看，插层剂有机阳离子分子结构应与单体备尼龙6/蒙脱石杂化物，即一步法。该方或聚合物相容，可具有参与聚合的基团，这样法是将���层间阳离子交换与己内酰胺单聚合物基体能够通过离子键同硅酸盐片层相体插层以及插层复合物与己内酰胺单体原位连接，大大提高聚合物与层状硅酸盐的界面聚合在同一个稳定胶体分散体系中一步完相互作用。成，从而制得蒙脱石片晶均匀分散在尼龙6（3）价廉易得，最好是现有的工业品。常基体中的纳米复合材料。用的插层剂有烷基铵盐、季铵盐、吡啶类衍生2.2聚合物/蒙脱石纳米复合材料的性能�17�物及其他阳

8、离子型表面活性剂等。徐卫