季膦盐改性蒙脱土纳米复合材料的制备及表征.pdf

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1、22工程塑料应用2011年。第39卷，第l2期聚乳酸／木粉／季膦盐改性蒙脱土纳米复合材料的制备及表征蔡德明林志丹曾宪伸谭绍早(1．暨南大学化学系，广州510632；2．暨南大学材料科学与工程系，广州510632)龛篓要曼纳米复合材料的结构。：：M三．釜鬟三嚣‘篷荐、热稳定性和力学性能的影。主鬟莩：磊毒o譬蒜得到超细的墨150十四羹化16o膦代替一宝曼～(2一)P—LA／一WF／P-M’M复-xvx合zvz材z"料"16的。制备膦眺"T十"四烷基三丁萋堡三丁1基氯化将PLA、wF、P．MMT薹藤二妄：,

2、Ibg"gI-~％kkl活质量；．，薹高3量釜1丙胺(KH50、)：工一磊羞合55士0业Ⅲ，纯级，广州市宝鑫化工材料公司；一“⋯。q,／b。川哪。钠基蒙脱土(Na．MMT)：工业级，佛山市南方化工有限公司。}通讯作者收稿日期：2011-10．13蔡德明，等：聚乳酸／木粉／季膦盐改性蒙脱土纳米复合材料的制备及表征23挤出粉碎，一区、二区、三区、四区、五区、机头温度分电流20mA，Cu靶Ka射线(波长O．15406nlT1)；别为110、140、145、150、150、l45℃；最后注射成型，采用SEM对

3、试样的表面形貌进行观察并拍照，制得标准试样。加速电压为15kV；表1PLA／WF／P．MMT纳米复合材料的组成％采用TG分析纳米复合材料的热稳定性，升温样品编号PLAWFP—MMTCl4P-MMTCl6KH．550速率lO℃／min，温度范围30～800oC；PLAOl5540500PLAO2455O50O拉伸性能按GB／T1040-1992测试，拉伸速率PLA036530500为100mm／min；PLA0458402O0冲击性能按GB／T1043—1993测试。PLA055040l000PLAO6

4、54．5405O0．52结果与讨论PLAO754405O12．1PLA／wF／P．MMT纳米复合材料的晶态结构PLAO85540050研究PLA09lOOOO0O1．4性能测试’图1为PLA、P．MMT、WF与PLA／WF／用XRD分析试样插层复合效果，电压36kV，P．MMT纳米复合材料的XRD谱图。+2500饕004矮靶莨50065lOl52O253O354051Ol5202530354022O0饕l320骥罂靛440罂l5o0饕90O疆靛罂30051O1520253O354020／(o)2／(o

5、)(a)(b)1600PL^-06PLAO4酲960骥。茛』靶靛———————32O．．几．^^．—一、．，I^、i^^5l0l52O253O35405lOl52O253O3540l6o0160oPLAOl{醚{醚_}j簧96OPLAO7饕96oj靛”、————320320JA，．．^^．—^'^～J51O1520253O3540l6oo1600PLAO5骰96O靛饕960罂靶v——————320．．^’^^^32O20／(o)20／(。)(C)(d)a一纯PLA、WF及P-MMT；br_-wF含量变

6、化的复合材料；c—P．MMT含量变化的复合材料；d—偶联剂含量变化的复合材料．图lPLA、P-MMT、WF与纳米复合材料XRD谱图24工程塑料应用2011年，第39卷，第l2期由图1a可知，P．MMTC】4和P．MMTCl6的图2中箭头所指的是一些小空穴，其产生的主,~001峰值分别位于4．99。和5．43。处，对应的层间要原因是当WF的质量分数达到40％时，PLA分分别为1．764nirl和1．62am。由图1b、图1c和图子链难以覆盖所有WF，容易形成小空穴。而小空d可以看出，纳米复合材料中P—M

7、MT对应的峰都穴影响复合材料的力学性能，当受到外力时，缺陷很三．经消失；说明PLA与MMT形成插层或者剥离的容易从这些空穴引发，故大量填充WF后，材料的断吉构，形成纳米复合材料。裂伸长率下降得很明显。PLA09在20=-29．28。处出现一个强度较大的由图2b、图2c和图2d可以看出，随着峰，说明PLA出现一定程度的结晶。PLA03、P．MMTC的增加，其成团的趋势越来越明显。当'LA01和PLA02中P—MMT的含量不变，随着WF其质量分数为2％时复合材料的冲击断裂面较5％、量逐渐增加，20=-29

8、．28~处峰的强度也逐渐增加，10％的复合材料平整许多。这是因为P。MMTC。中且在20=-30．83。处较小的峰的强度也增加，由于比表面积大，当含量较多时容易发生团聚，导致各项比峰为的特征峰，说明WF对PLA的结晶度有力学性能下降。一影响。PLA是一种半结晶聚合物，随着纤维填料的2．3PLA／WF／P．MMT纳米复合材料的热稳定性曾加PLA的结晶度也会增加。图3为PLA／WF／P—MMT纳米复合材料的PLA04、PLA01和PLA05中的P—MMT的含