聚合物／蒙脱土纳米复合材料的研究进展

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聚丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料的热稳定性研究

Ｓｐ２０ｅ．０６Ｖ１３Ｎｏ３ｏ．．２
第２３卷第３期
文章编号：０２７３２０）３—０２ —０１０ —８４（０６００３３
聚丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料的热稳定性研究
甘春芳，莫羡忠，莫冬燕，钟梓元
（广西师范学院化学系，广西南宁５００）３０１
收稿日期：０６４— ５２０～０２
基金项目：广西师范学院青年科研基金；广西教育厅基金２０［０＃］０４２资助作者简介：甘春芳（９３，，１７一）女广西武鸣县人，讲师，研究聚合物结构与性能
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∞
０
涂覆于玻璃片上并在一定条件下成膜，即可制得聚合物／蒙脱土纳米复合乳胶膜．剥下乳胶膜，采用
ＸＲＤ测定乳胶膜中硅酸盐片层间距．１３２乳液共混法制备ＰＭＭＴ纳米复合乳胶膜．．
将一定量的蒙脱土与ＰＥ乳液混合，Ａ研磨半小时，在一定条件下干燥成膜，ＸＤ测定乳胶膜中用Ｒ
中图分类号：Ｑ６０４Ｔ３．文献标识码：Ａ
有机一无机纳米复合材料具有比常规复合材料更为优越的物理力学性能，目前材料科学研究的是热点之一＿ｊ聚合物插层硅酸盐片层制备纳米复合材料是一种有效方法，】．。而最有应用价值的就是蒙脱土．通常制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料大多采用本体聚合、溶液聚合和熔融聚合等方法．Ｔ容易ＭＭ吸水膨胀，能在水中形成稳定的悬浮液，利用这一特点，无需有机化改性，采用乳液聚合法就可制备聚丙
１２主要测试条件．

聚合物／蒙脱土纳米复合材料及其磷——氮协同阻燃研究

标准与技术研究所（ＩＴ，研究了尼龙６聚丙烯ＮＳ）他们、
和聚苯乙烯纳米复合材料的阻燃性，并获得了初步成
果［５１。国内在这方面研究较多的有中国科学院、京理北
工大学和中国科技大学等。蒙脱土添加量少（一般为基材质量的２５）％～％，分散性好；添加剂与聚合物之间接
２热稳定性能的研究ＰＮ纳米复合材料在燃烧过程中具有降低热释Ｃ
四面体
放速率和提高成炭能力等特点，可能开辟成为一类新型的无卤阻燃高分子材料１３。１６１３９５年１Ｂｕｓｉ指２ｌ２ｌｍｔｎ１，ｅ出，ＭＭＡ分子链插层键入到蒙脱土片层之间后，Ｐ能够阻止其本身在惰性气体（氮气气氛）下的热降解。如
基金项目：西省科技攻关项目（５ｌ１山０ｌ５）
山西省自然科学基金项目（０４０７）２０１２
大量的水合结构有足够强度克服层间范德华力，促使
５２匠曼登塑垂２０１０６／０
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系列进展ｌ但总体来说有关塑料方面的聚合物基２卅，
蒙脱土纳米复合材料研究较多。国外纳米复合材料阻
燃课题研究的前沿是美国Ｃｒｅ大学以及美国国家ｏｎｌｌ
作者简介：毛文英，９８年出生，，１７女在读硕士研究生，从事聚合
一
米复合材料的粘土原料一般为２１：型层状结构。蒙脱
土（ＭＭＴ）于Ｓ一属ｉ０四面体和Ａ— １０八面体的２１：型紧密堆积结构的粘土矿物（图１，如）其结构特征文献多

聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料的制备与研究

阳离子可通过离子交换反应进入ＭＭＴ片层，层片
异佛尔酮二异氰酸酯（ＰＩ：业品，海和ＩＤ）工上氏璧化工有限公司；甲基丙烯酸一乙酯（ＥＡ）化学纯，羟ＨＭ：用无水硫酸钠干燥过夜，除水过滤后备用，津市化学试剂天
ＴＡ公司。
１３试样制备．
（）１ＭＭＴ的有机化改性
将５ｇ钠基ＭＭＴ分散加入２０ｍｏＬ蒸馏水中，升温至６ ℃ ，续搅拌４ｈ０继。将一定量季磷盐加入５Ｌ蒸馏水和５ｍＬ１％的盐酸的混合溶液中，０ｍ０摇匀，声振荡，至溶液呈无色透明，后加入到超直然ＭＭＴ悬浮液中一起继续搅拌６ｈ抽滤，，去离子水反复洗涤数次，至用硝酸银溶液检验无氯离子存在，直
摘要
采用烯丙基三苯基氯化磷对蒙脱土（Ｔ）ＭＭ进行有机化处理，并采用熔融插层法制备了聚氨酯丙烯酸酯
（ｕ／ＰＡ）ＭＭＴ纳米复合材料，探讨了改性ＭＭＴ用量对ＰＡＭＭＴ纳米复合材料性能的影响。结果表明，ｕ／改性ＭＭＴ的加入可提高复合材料的耐热性与断裂伸长率，当改性ＭＭＴ的质量分数为３％时复合材料的综合性能最佳，其起始
研究所；
表面被有机阳离子的烷基分子链覆盖，而使其表从
面由亲水性变为亲油性，并且表面能降低，改善层间
微环境，加了有机ＭＭＴ与高分子的亲和性。同增时烷基分子链在片层间以一定方式排列，使层间可距增加，利于聚合物单体或大分子插层到片层有中Ｊ因此ＭＭ。Ｔ插层聚合是制备高性能复合材料

《新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究》范文

《新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究》篇一新型聚碳酸亚丙酯-蒙脱土纳米复合材料的制备、性能及降解行为研究一、引言随着科技的发展和环境保护意识的提高，新型的环保材料成为了研究的热点。

聚碳酸亚丙酯（PPC）作为一种生物降解性塑料，具有优异的物理性能和生物相容性，但其仍存在降解速度较慢的问题。

为了解决这一问题，本文通过引入蒙脱土（MMT）制备了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料（PPC/MMT），并对其制备工艺、性能及降解行为进行了深入研究。

二、材料制备1. 原料选择选用聚碳酸亚丙酯树脂、蒙脱土、有机改性剂等为原料。

2. 制备工艺将蒙脱土进行有机改性处理，以提高其与聚碳酸亚丙酯的相容性。

然后，将改性后的蒙脱土与聚碳酸亚丙酯树脂进行熔融共混，制备出聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料。

三、材料性能研究1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等手段，对聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的结构进行分析。

结果表明，蒙脱土在聚碳酸亚丙酯基体中实现了纳米级分散，形成了纳米复合结构。

2. 力学性能测试了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能。

结果表明，蒙脱土的加入显著提高了聚碳酸亚丙酯的力学性能。

3. 热稳定性通过热重分析（TGA）等方法，研究了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料的热稳定性。

结果表明，蒙脱土的加入提高了复合材料的热稳定性。

四、降解行为研究1. 实验方法将聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料置于模拟自然环境条件下，定期观察其降解情况，并记录质量损失、形态变化等数据。

2. 降解过程及机制聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料在模拟自然环境条件下，表现出良好的生物降解性。

蒙脱土的加入加速了聚碳酸亚丙酯的降解过程，使其在较短的时间内完成了质量损失和形态变化。

降解机制主要为微生物作用和光氧化作用。

五、结论本文成功制备了聚碳酸亚丙酯/蒙脱土纳米复合材料，并对其制备工艺、性能及降解行为进行了深入研究。

蒙脱土纳米复合材料

聚合物/ 蒙脱土纳米复合材料Polymer/ Montmorillonite Nanocomposites（姓名班级学号）摘要：介绍了蒙脱土的结构和特点，以及什么是聚合物/ 蒙脱土纳米复合材料及其制备方法和分类。

讨论了聚合物/ 蒙脱土纳米复合材料的性能特点和应用。

聚合物/ 蒙脱土纳米复合材料具有优异的性能，是目前材料学科的研究热点之。

关键词：蒙脱土；聚合物纳米复合材料；制备分类；性能应用一、综述纳米复合材料的概念最早是由Rustun Roy于1984年提出的，它是指分散相尺寸至少有1种小于100 nm 的复合材料[1]。

由于纳米粒子有独特的“表面效应”、“体积效应”和“量子效应”，使纳米复合材料表现出独特的化学和物理性质，因此引起了人们的广泛关注。

聚合物基纳米复合材料包括聚合物基有机纳米复合材料和聚合物基无机纳米复合材料。

聚合物基无机纳米复合材料是集有机组分和无机纳米组分于一体的新型功能高分子材料。

目前，聚合物基无机纳米复合材料的制备方法主要有3种：即溶液-凝胶法、嵌入法和纳米微粒填充法[2]。

聚合物/ 蒙脱土纳米复合材料是目前新兴的一种聚合物基无机纳米复合材料。

与常规复合材料相比，具有以下特点：只需很少的填料<5% （质量分数），即可使复合材料具有相当高的强度、弹性模量、韧性及阻隔性能；具有优良的热稳定性及尺寸稳定性；其力学性能有优于纤维增强聚合物系，因为层状硅酸盐可以在二维方向上起增强作用；由于硅酸盐呈片层平面取向，因此膜材有很高的阻隔性；层状硅酸盐蒙脱土天然存在有丰富的资源且价格低廉。

故聚合物/ 蒙脱土纳米复合材料成为近年来新材料和功能材料领域中研究的热点之一。

二、蒙脱土的结构和性能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25 nm，蒙脱石含量大于95%。

具有良好的分散性能，可以广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。

聚合物／蒙脱土纳米复合材料在媒矿注浆中的应用研究

含量均为５。％
将一定量的有机蒙脱土分散在适量的三氯甲烷
环氧已插入到蒙脱土层问。分析图１的结果可得出以下结论：先，氧分子很容易插入到蒙脱土层首环间，际上，７实在Ｏ一１０下搅拌混合２ｒｎ即可实０℃ ０ｉａ现插层；次，实验所采用的温度条件下，蒙脱其在该土层间可容纳的环氧量有一饱和值，到该值后，达继续延长混合时问至ｌｈ或使用能保证充分混合的溶剂法并不能使层间距进一步增大；另外，氧在蒙环脱土层间相当稳定，２个月的存放后层间距未变，经表示环氧未从蒙脱土层间析出。图１中，蒙脱土的
摘要：已有的几种化学注浆材料中选择合适的有机高分子材料，用纳米技术和现代复在运合技术制备聚合物基／蒙脱土纳米复合复合材料；定一系列反应的工艺条件，蒙脱土的最确如佳添加量、最佳反应温度及反应时间等；用ｘ射线衍射仪（Ｒ）透射电镜（Ｅ等对其利ＸＤ和ＴＭ）
进行表征。
关键词：蒙脱土；合物／聚蒙脱土纳米复合材料；注浆材料
中图分类号：Ｂ８；Ｄ６．４Ｔ３３Ｔ２５４文献标识码：Ａ文章编号：０６６７（０７０．０９— ３１０－７２２０）３０２０
这样的一种新型复合材料，中聚合物分子链进入其蒙脱土晶粒中，形成聚合物和蒙脱土片层交替排列的复合材料，约１ｍ厚度的蒙脱土片层发生剥或ｎ离，匀分布在聚合物基体中所形成的复合材料。均纳米复合材料是复合技术与纳米技术相结合的

P(MMA—MAA)／有机蒙脱土纳米复合材料的研究

Ｍｏｉｃｔｏｆｅｃｌｂｒｎｏｌｍｅａｅｉｌ，ｌｇｆＭａｅｉｌｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｎ，ｄｆａｉｎｏＣｈｍｉａｅｓａｄＰｙｒｉＦｉＭｔｒａｓＣｏｌｅｏｅｔｒａｅｃｎｇｎｅｉｇＤｏｎｈａＵｎｖｒｉ，ａｇａ２６０）ＳｃｇｕｉｅｓｔＳｈｎｈｉ０１２ｙＡｂｔａｔＥｍｕｓｏｏｌｍｅｉａｉｎｗａｄｐｅｎｔｅｐｅａａｉｎｏｏｙｍｅｈｌｍｅｈｃｙｌｔ／ｔｙｃｙｉｃｄ／ｒａ－ｓｒｃｌｉｎｐｙｒｚｔｓａｏｔｄｉｈｒｐｒｔｏｆｐ（ｔｙｔａｒａｅｍｅｈｌａｒｌａｉ）ｏｇｎｍｏｎｍｏｉｏｉｏｃｔｒｌｎｔｌｅ
ＯＭＭＴｃｎｅｔａｄｒａｈｄｍａｍｕｖｌｅｗｈｎｔｅＯＭＭｑｃｎｅｔｓｕＰｏＴｈｄｉｉｎｏｅｃｍｏｏｒｍｅｈｃｙａｅＭＡＡ）ａｓｎａｃｄｏｔｎｎｅｃｅｘｉｍａｕｅｈ ’ ｏｔｎＷａ７，／ｅａｄｔｏｆｔｏｎｍｃｔａｒｌｔ（ｈｌｏｅｈｅｎ
（（ＰＭＭＡ－ＭＡＡ）ＭＭＴｎｎｃ，ｐｓｔＸ・ａｉｒｃｉｎＸＲＤ）ｎｒｎｍｉｉｎｅｅｔｏｃｏｃｐ（Ｅ）ｒｕｅｏｃａａｔｒｅｔｅ／Ｏ）ａｏｏｎｏｉｅｒｙｄｆａｔ（ｏａｄｔｓｓｏｌｃｒｎｍｉｓｏｙＴＭｗｅｅｓｄｔｈｒｃｅｉｈａｓｒｚ
ｍｏｐｏｏｙａｄｓｒｃｕｅｆｈａｏｏｏｉｓＴｅｔｅｍａｓｂｌｙｗａｘｍｉｄｂｅｍｏｒＶｍｅｉａａｓ（ＧＡＩＷａｈｗｄｔａｂｔｒｈｌｇｎｔｔｒｓｅｎｎｃｍｐｓｅｈｒｌｔｉｔｓａｎｙｔｒｇａｉｔｃｎｌｉＴｕｏｔｔｈａｉｅｅｈｒｙｓ）ｔｓｓｏｅｔｏｈｈ

聚合物／粘土纳米复合材料的研究进展

’ 收稿Ｈ期２Ｏ —Ｏ —ＯｌＯ２３，第一作者简介：赵伟安（９０年生）１８，男，２０００级硕士研究生
联系人尚介：侯万国
（９４生）１６年，男，教授，博生导师，主要从事胶体化学研究Ｅｍｉｗｈｕｄｅｕ．ｎ．ａ：ｇｏ＠ｓｕ序剥离型纳米复合材料，如ｌ示。所在剥离型纳米复合材料中，土片层粘
一
豳
ｃａ州ｌ：州瞄ｄ■ｈ № ∞ ㈣ｐ蝣毫Ｏ尊
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焱Ｏ群ｄ相鼍耐ｌ嘲 ■ ■ 矗婚群均洲ｐｌ喇ｄｅ
无规而均匀地分散于聚合物基体中，在微观上形成Ｆｇ１Ｓｈｍａｉｌｓｒｔｎｆ（）ａｃｎｅｔｎｌ【）ｌｉ．．ｃｅｔｉｕｔｉｓＡｖｎｉａ；Ｂａｌｃｌａｏｏｏｏ种整体结构，它使聚合物和粘士间的作用最火ｉｔｒａａｅ；Ｃ）ｌｏｄｒｄｅｆｌｔｄａｄ（ａｄｓｒｅｅｎｅｃｌｄ（ａｒｅｅｏｉｅ；ｎＤ）ｉｄｒｄｔｌｘａｏ化，＿粘十片层的整个表面被聚合物充分利用，导致了材料机械和物理性能的突变。
品层带负电，允许水合阳离子（Ｎ＋ａ等）如ａ、ｃ２进入层间平衡电荷。在一定条件下层间阡离子可被其Ｉ它阳离子交换出来，这个过程称为粘十的阳离子交换。粘＿七内含可交换的最大刚离子的鼙叫做刚离子交换容量（Ｅ）ＣＣ，单位是毫克当量／Ｏ１０克（ｑ１０）ｍｅ／０ｇ。蒙脱＿十的阳离子交换容量为８—５ｍｅ／０ｇ０１０ｑ１０。由于粘士层间距仅为１ｍ左右，且层间化学微环境为亲水憎油性，因此如果不预先对粘七进行修ｎ

聚合物／粘土纳米复合材料的研究进展

在Ｍ面体层中Ｍ替换了Ａ，Ｏ八ｇｌ这样层内阳离
子电荷也降低。总的结果是片层有负电荷，与层
层之间具有可交换的阳离子，Ｎ、ａ、如ａＣ “ Ｍｇ
良好的物理和力学性能以及高的耐化学品性能等，重要的是其具有天然的纳米结构。当它以更纳米单元体分散在聚合物基体中，以发挥其纳可
层中Ａ替换了Ｓ，内阳离子电荷降低；由于ｌｉ层也
到明显的提高，如拉伸强度、模量、冲击强度、以及
热变形温度等。纳米复合材料与同组成的常规复合材料相比具有更好的力学性能和热性能等，因而受到广泛的注意和研究。粘土是一种资源丰富的矿物，格低廉，有价具
间，故必须对粘土的表面进行改性。通过阳离子
・海市课题：砜酰胺／土纳米复合材料的制备．题上聚粘课
号：１２ｍ５０５ｎ０４
表面活性剂与蒙脱土片层间的阳离子进行离子交换反应使层问距增大，改善层间微环境，粘土并使内外表面由亲水性转变为疏水性，降低其表面能，
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２００２年第ｌ０期
产业用纺织品
５
聚合物／粘土纳米复合材料的研究进展木
余泳（上海大学复合材料研究中心，上海，００２２０７）

纳米材料

聚氯乙烯(PVC)具有绝缘、阻燃和耐腐蚀等优点,原料来源丰富、价格低廉、加工简单、生产能耗低,因此应用十分广泛,成为人类不可缺少的一类重要化工原料。

但其力学性能方面还存在许多不足(如,脆性大、冲击强度低、热稳定性差等),限制了这类材料更广泛的应用。

为进一步提高其力学性能,需对其进行改性,通过合金技术用聚烯烃增韧PVC是人们的研究热点之一[1-2],另外就是向聚合物中加入无机纳米粒子填充物制备PVC/无机纳米粒复合材料[3-6]。

本文拟对PVC/蒙脱土纳米复合材料的研究进展进行较为全面的介绍。

1PVC/蒙脱土纳米复合材料的制备机理蒙脱土是一种层状含水的硅酸盐矿物,其晶体由两个硅氧四面体中夹一个铝(镁)氧(氢氧)八面体组成,属2∶1层型,两者之间靠共用氧原子连接,这种四面体和八面体的紧密堆积结构使其具有高度有序的晶格排列;每层的厚度约为1 nm,具有很高的刚度,层间不易滑动。

由于八面体中的部分Al3+被Mg2+等置换,四面体中部分Si4+被Al3+置换,从而使蒙脱石晶胞产生了永久性负电荷。

为了保持电中性,蒙脱石的片层之间通常吸附有可交换的Ca2+、Na+、K+等离子,用阳离子型表面活性剂(如,季铵盐等)与这些离子进行交换,使其由亲水性变为亲油性,并扩大层间距,从而为聚合物插层进入蒙脱土的层间或单体经扩散吸附进入蒙脱土的层间引发聚合、形成聚合物/蒙脱土纳米复合材料奠定了基础[8]。

2PVC/蒙脱土纳米复合材料的制备方法聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备方法主要有两大类,即单体原位插层聚合法和聚合物插层法[7]。

单体原位插层聚合法强调的是由单体插层聚合而形成纳米复合材料,包括固相插层聚合、乳液插层聚合和纳米粒子均匀分散在单体中聚合;聚合物插层法是指由聚合物插层复合而得到纳米复合材料,包括熔融共混插层法和聚合物乳液插层法。

在这些方法中,应用较广泛的是聚合物熔融插层法,其次是原位插层聚合法。

原位插层聚合法中催化剂选择比较困难,制备条件苛刻,故应用相对较少。

HIPS／OMMT纳米复合材料的性能研究

ｍｅｓｏＥａｄ Ⅻ Ｄ．ＴｅｒｓｌｈｗｄｔｅａｄｔｎｏｎｆａＴＭｎｈｅｕｔｓｏｅｄｉｏＯＭＭＴＷａｅｅｃａｒｖｅｍｅｈｉａｒｐｓｈｉｆｓｂｎｆｉｔｉｏｅｔｃａｃｐｏ．ｉｌｏｍｐｈｎｌ
聚合物／蒙脱土纳米复合材料以其优异的机械性能、耐热以及阻隔性能日益受到材料科学界的广泛亲睐ｌ。高抗冲聚苯乙烯（ＩＳ卜ＨＰ）是聚苯乙烯经过丁
二烯接枝改性得到的产品，被广泛应用于电器、家具、建筑等诸多领域。将ＨＰ蒙脱土进行复合可ＩＳ与
（．ＣＨｇｏｈｍｃｌｎ．ｈｉｈａｇＵｉｒｔ，Ｓｉｚｕｎ５０５ｈｎ；１ｏｅｅｆｅｉｇ，Ｓｉａｕｎｎｖｓｙｈｉｈａｇ００３，ＣｉａＣａＥｊｚｅｉｊａ
２ｅａ．ｆａｏａｒｓ．ＫｙＬｂｏＮｎ－ｔｉ，ＭｉｓｏＥｕｍｏ，ＢｉｇＵｖｒｔｏｈｍｃｅｈｏｇ，Ｂｉｇ１０２，Ｃｎ）ｒｍｅａｌｉ￣ｎｔｆｄｃｉｎｅｉｎｅｉｆｅｉＴｃｎｌｙｅｉ００９ｈａｊｎｉｓｙＣｌａｏｊｎｉ
ｅｔｓ，ｆａｅｒｔｒａｓｒｉｅｌｍｅａｄｒｅ，ａｄｔｅｍａｔｂｌｔＰｔｉｉｎｈｒｌｓａｉｙｏＨＩＳｍａｒｉｆｘ．ＴｅｍｏｅｕｌｈｉｆＨＩＳＷａｆｅｔｅｙｉｓｒ．ｈｌｃａｃａｎｏＰｓｅｃｉｌｎｅｔｒｖ

聚氨酯／蒙脱土纳米复合材料力学性能研究

Ａｂｓｒｃ：０ｒｎｃｔａｔｇａｉｍｏｍｏｒｌｏｔｉｍａｆｒｔｎｔｉｌｎｉｅＳｄｅｉｓｗｉｈｅｙｉｅｈｙａｔｃｔｈｒｍｔｌｍｍｏｌｌｍｂｒｍｉａｔｅｌｉｌｏｄｅｓｈｉｅｃｌｔｖｅａ — ｎｔｒａａｉｎｄＮａｍｏｎｍｏｒｌｏｔｓｒｗａｅｉｌ．ＴａｎｔｉｌｎｉｅａａｍｔｒａｓｋｉｇＰＴＭＧｓｔｏｔｓｇｍｅ，ＴＤＩａｈａｈｅｓｆｅｎｔｓｔｅ
ｄｉｆｒｎｔｈａｄｅｆｅｅｒｓｇｍｅａｄｎｔｎｏｒｎｉｍｏｍｏｉｌｉｅｓｒｐａｅｂｍｅｎｓｇａｃｎｔｒｌｏｎｔｉｐｅｒｄｙａｏｆｎｅｔｐｏｓｅｐｏｙｅｉｌｍｒｃ
ｔｃｎｑｅｏｔｓｈｆｃｓｏＮｏＨ，ＯＣＡｈｉｘｅｄｃｅｆｃｅｔｎｒａｉｎｍｏｉｏｉｅｅｈｉｕ．ＴｅｔｅｅｆｔｆＣ／ｏＭｔｅｎｃａｎｅｔｎｏｆｉｉｎｓａｄｏｇｎｃｍｏｔｒｌｎｔｌ
ｈｒｅｍｅｔａｄＭＯＣＡｓｔｅｃａｎｅｔｎｅ，ｐｌｕｅｈｎ／ｎｍｏｉｌｎｔａｏｃｍｐｓｔｔａｄｓｇｎｎａｈｈｉｘｅｄｒｏｙｒｔａｅｍｏｔｒｌｉｎｎ－ｏｏｉｅｗｉｈｏｅ
３，ＮＯ－Ｈ．，Ｃ扩链系数为０８时，ｎＣ／ｏ一２１ＭＯＡ．断裂伸长率可达４５。３
关键词：有机蒙脱土；纳米材料；层聚合；力学性能插

SEBS／蒙脱土纳米复合材料结构和性能研究

（连海事大学机电与材料学院，宁大连１６２）大辽１０６
摘
要：用溶液混合方法制备了氢化苯乙烯／采丁二烯三元嵌段共聚物（ＥＳ／机蒙脱土（）ＳＢ）有（Ｍ—
ＭＴ）米复合材料（Ｃ。对ＳＢ／）纳Ｎ）ＥＳ（ＭＭＴＮ的插层结构和物理力学、态力学、热等性能进行了Ｃ动耐研究。结果表明．ＳＢ与ＥＳ复合，ＭＭＴ层间距明显增大，备出具有插层型结构的ＮＣ加入ＯＭＭＴ（）制。
收稿日期：０６—０２０３—２７作者简介：明义（９２一．，北技城人，士，授．廖１６）男湖博教
ＯＭＭＴ — ）Ｂ（．ＩＫ１２５份）ＮＣ的ＸＲ谱图。由图Ｄ
好，易得到剥离型结构等优点，ＳＳ采用阴离子聚但Ｂ
ｘ射线连续记谱扫描，Ｋ辐射，电压４Ｖ，Ｃｕ管０ｋ管电流１０ｍＡ，长００。扫描速度２／ｎ扫０步。２，。ｍｉ，描范围１～１。力学性能测试：用英国生产的。０；采ＩＴＲＮ５６ＮｓＯ５７型万能材料试验机，照ＡＳＭ按Ｔ
可明显提高ＳＢＥＳ的拉伸断裂强度、０增大。ＤＭＡ研究表３０但
明，ＥＳ（ＭＭＴＮ的储能模量和损耗模量比纯ＳＢＳＢ／）ＣＥＳ显著提高，ＥＰＢ链段的ｔｎ降低，Ｐａ而Ｓ链段

环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料的性能研究进展

２ｃｏｌｆｈｍｓａｄＣｅｃｌｎｉｅｎ，ＳａｇａＪｏｎｎｖｒｉ，Ｓａｇａ２０４，Ｃｉ）．Ｓｈｏｏｅｉ￣ｎｈｍｉｇｅｒｇｈｎｈｉｉｔｇＵｉｓｙｈｎｈｉ０２０ｈｎＣｔａＥｎｉａｏｅｔａ
为论述对象，对其近年来研究的力学性能、耐热性
能、气阻性能、阻燃性能进行了阐述，并对复合材料
的未来进行了展望。
机、轮船、电子等领域。但是环氧树脂固化物的分子链存在苯环等刚性结构，且三维高度交联，所以普遍存在硬而脆的缺点 ¨ 。应用传统的增韧剂（液体ｊ如橡胶、微孔穴Ｊ、核壳粒子ｊ、超支化聚合物Ｊ等）通常会降低环氧树脂的一些性能（如弹性模量、
ＺＨＯＵｈ ’ ａｇＳｉｙｎ，ＷＡＮＧｎｙｎＫｕ。ａ，ＸＩＰｅｇｆｉＡｎｅ
，
ＹＥＹｉｇｎ，ＬＩＳｕ— ａｈｇｎｇ
（．ＳｈｏｏＬｆＳｉｃ，Ｈｚｏｅｃｅｏｅｅ１ｃｏｌｆｉｃｎｅｕｈｕＴａｈｒＣｌｇ，Ｈｚｏ１００，Ｃｉａｅｅｓｌｕｈｕ３３０ｈｎ；
中图分类号：Ｔ３０５Ｑ２．文献标识码：Ａ文章编号：１０５７（０２４— ０６— ４０５— ７０２１）００００
ＲｅｅｒｈｏｒｓｆＰｒｐｒｉｓｏｏｙｓａｃＰｒｇｅｓｏｏｅｔｅｆＥｐｘ／ＭｏｔｏｉｌｎｔｎｃｍｐｏｉｅｎｍｒｌｏｉｅＮａｏｏｓｔｓ

SBR／有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究

体的结合较差；经过有机改性的蒙脱土与橡胶的
亲和性良好，其难以在水中良好地分散，于有但对
ｍｉ，入相容剂搅拌１ｎｎ后加０ｍｉ。然后分别向３种体系中加入Ｎａ１乳，Ｃ破絮凝，０℃真空干燥，６即制得３种ＳＲ蒙脱土纳米复合材料。Ｂ／
备：１于６（）Ｏ℃水浴中搅拌３ｎ（）６０ｍｉ；２于０℃水浴中搅拌２ｎ将乳化后的芳烃油（５ｍｉ；５份）入加到胶乳中，拌５ｍｉ；３于６搅ｎ（）０℃水浴中搅拌２０
天然蒙脱土在水中极易分散，其与橡胶基但
（岛大学高分子材料研究所，东青岛２６７）青山６０１
摘
要：过控制加入芳烃油、容剂，用乳液插层法制得了２种不同亚微观结构的ＳＲ有机蒙通相采Ｂ／
脱土（ＯＭＭＴ）米复合材料。透射电镜显示制得了插层型和半剥离型纳米复合材料。实验结果表明：纳炭黑Ｎ３０的加入，低了复合材料的延迟硫化现象，善了复合材料的加工性能；Ｂ／ＭＭＴ／３３降改ｓＲ０Ｎ３Ｏ纳米复合材料具有优异的力学性能，耐磨性能下降。其关键词：机蒙脱土；Ｂ纳米复合材料；有ＳＲ；延迟硫化效应；磨性能耐

蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用

蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用纳米复合材料是20世纪80年代末发展起来的新型材料，是分散相的尺度进入纳米量级的聚合物系合金，兼具无机和有机材料的特点，并通过两者之间的耦合作用产生出许多优异的性能。

纳米复合材料的制备是基于现有大品种塑料的成熟生产的工艺，有利于尽快实现工业化生产，有着广泛的开发前景，是探索高性能复合材料的一种重要途径，已引起世界各国的普遍关注。

本文主要阐述了有关蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用。

标签：蒙脱土;结构特性;聚合物;基纳米复合;应用一、前言对蒙脱土的晶层结构、分散性、流变性及表面修饰进行了系统的评述。

蒙脱土片层含有Lewis酸点及过渡金属离子可用于烯类单体的催化聚合反应;自从丰田汽车公司使用尼龙-6/粘土纳米复合材料以来，蒙脱土（具有膨润性的粘土）在聚合物基纳米复合材料中的研究和应用正越来越受到世人的关注。

对蒙脱土/聚合物纳米复合材料的制备方法及其进展也进行了综述。

二、聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备方法称取一定量的蒙脱土，用去离子水配制5%的溶液，再称取适量的醇胺离子和质子化剂，分别滴加到搅拌状态下的蒙脱土溶液中;搅拌4～5h后，将该溶液一次插层溶液抽滤，滤饼真空干燥，并研磨成粉末，得到的样品为一次插层的有机蒙脱土。

用去离子水配制5%的PVP溶液，滴加到上述没有抽滤的一次插层溶液中;搅拌4～5h后抽滤，滤饼真空干燥，并研磨成粉末，得到的样品为二次插层的有机蒙脱土。

有机/无机纳米复合材料最初采用溶胶凝胶法制备，目前已出现了层间插入法、原位聚合复合法、插层原位聚合复合法、超微粒子直接分散法、熔体插层法等方法。

插层原位聚合复合法、熔体插层法用的尤为广泛，其中插层原位聚合复合法又分为一步法和两步法。

在聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备过程中，有机蒙脱土的制备最初采用蒙脱土与有机化剂在一定温度下搅拌反应一段时间制得，后来发现采用高速剪切效果更佳。

另外还有采用超声波振荡和辐照法制备纳米有機土的;最近还出现了利用微波加热法分两步将浮选后的天然钠基土转变为镍基蒙脱土，根据己内酰胺可与镍配位的原理，将己内酰胺引入到蒙脱土片层间，通过原位聚合复合法制得聚己内酰胺/蒙脱土纳米复合材料，省去了蒙脱土有机化工序，为聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备提供了一种新的尝试方法。

聚合物／蒙脱土纳米复合材料的研究进展

面效应 ” “ 积效应 ” “ 子效应 ” 使纳米复合材、体和量，
料表现出独特的化学和物理性质，因此引起了人们
的广泛关注。
蒙脱土片层间通常吸附有ＮＫＣ２Ｍ等水ａ，，ａ，
合阳离子，它们很容易与有机或无机阳离子进行交
１蒙脱土的结构和性能
聚合物基纳米复合材料包括聚合物基有机纳米复合材料和聚合物基无机纳米复合材料。聚合物
换，层间距发生变化。研究表明：间可交换的阳使层离子数即离子交换容量（Ｅ并不是越高越好ｌＣＣ）。蒙脱土的片层中间的ＣＣ通常在６Ｅ０—１０ｍｑ１０２Ｅ／０
子连接，层厚度约为１ｎ每ｍ。由于硅氧四面体中的部分Ｓ同晶置换，因此在这些１ｎ２所ｍ
厚的片层表面产生了过剩的负电荷。为了保持电中性这些过剩的负电荷通过层间吸附阳离子来补偿。
摘要介绍了蒙脱土的结构特点，聚合物／蒙脱土复合材料的制备方法和分类，讨论了各
种聚合物／蒙脱土纳米复合材料的性能特点和应用。聚合物／状硅酸盐蒙脱土纳米复合层
合材料成为近年来新材料和功能材料领域中研究的热点之一。

聚合物／蒙脱土阻燃纳米复合材料的研究进展

聚合物／蒙脱土阻燃纳米复合材料的研究进展综述了蒙脱土的阻燃机理、聚合物/蒙脱土阻燃复合材料研究现状，包括蒙脱土的种类、有机改性、聚合物基体及与其他阻燃剂协同阻燃对聚合物/蒙脱土复合材料阻燃性能的影响。

标签：聚合物；纳米复合材料；蒙脱土；阻燃1 前言聚合物因其性能优异、价格低廉而被广泛应用于各个领域，但是大多数的聚合物材料属于易燃、可燃材料，燃烧时热释放速率大、热值高、火焰传播速度快，不易熄灭，还产生浓烟和有毒气体，因此对聚合物进行阻燃设计十分重要。

按阻燃元素种类，阻燃剂常分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、硅系阻燃剂、无机阻燃剂等。

由于卤系阻燃剂阻燃的材料在燃烧时会产生大量有毒、有腐蚀性的烟雾，对环境、模具有污染、腐蚀作用。

基于环境保护和可持续发展的要求，无卤阻燃体系具有非常广阔的发展前景[1]。

纳米蒙脱土属于无机纳米阻燃剂，具有优良的力学性能、气体阻隔及阻燃效应、不影响材料的透明度以及低成本、加工方便等优点，不仅提高了聚合物的机械性能，也为聚合物阻燃开辟了新途径。

2 蒙脱土阻燃机理蒙脱土（MMT）阻燃机理主要表现在MMT促进材料燃烧时成碳并起到阻隔作用[2，3]。

MMT具有Lewis酸的特征，起到催化成碳作用。

MMT的Lewis 酸特征是由于在MMT层边缘部分配位的金属离子（如Al3+），或硅氧烷表面多价质点（如Fe2+和Fe3+）的同晶取代，或MMT层状结构内部的结晶缺陷导致的。

MMT作为成碳促进剂，可以抑制熔滴、降低材料的热释放速率、降低聚合物的降解速率以及提供聚合物/MMT纳米复合材料（PMN）抗燃烧的保护屏障。

MMT层有优良的绝缘性，可作为传质屏障，不仅使位于燃烧表面的层状MMT 可阻隔聚合物分解产生的可燃气体向燃烧界面扩散，而且可延缓外界氧气进一步进入材料内部的速度，从而起到延缓燃烧的作用。

Lewin[3]提出了一种PMN中MMT迁移和富集机理，该理论认为，由于MMT的表面自由能低，所以MMT 能迁移至PMN表面起到阻隔作用。

热塑性树脂／蒙脱土纳米复合材料的研究进展

维普资讯
第４期
孟跃华，等：热塑性树脂／蒙脱土纳米复合材料的研究进展
６７
１１１ＰＣ／．．ＶＭＭＴ纳米复合材料
பைடு நூலகம்
戈明亮等【用十六烷基三甲基溴化铵（ＴＢ）改性ＭＭＴ，通过熔融插层法制备了）采ＣＡＰＶＣ／ＭＭＴ纳米复合材料，并进行了表征，研究了ＰＶＣ／ＭＭＴ纳米复合材料的力学性能。结果表明，ＰＶＣ进入到改性ＭＭＴ的片层间形成了纳米复合材料，但ＰＣ不能进入钠基ＶＭＭＴ的片层问形成纳米复合材料。ＭＭＴ加入提高了ＰＶＣ的力学性能，且Ｐ而ＶＣ／机改有性ＭＭＴ（ｏＭ）纳米复合材料的拉伸和冲击强度总是优于Ｐ仃ＶＣ／钠基ＭＭＴ复合材料。ＰＶＣ／ＯＭＭＴ纳米复合材料的Ｖ型缺口冲击比ｕ型缺口冲击敏感，其力学性能随热处理时
自１８９７年日本报道用插层聚合方法制备尼龙６／ＭＭＴ纳米复合材料以来，聚合物／
ＭＭＴ纳米复合材料备受关注ｌ。ｌＪ具有层状硅酸盐结构的ＭＭＴ，在插层型或剥离型复合材料中可以呈纳米级分散，能使纳米复合材料表现出良好的力学性能、阻隔性能、热稳定性能、阻燃性能等，而且ＭＭＴ的储备丰富，价格低廉。而热塑性树脂具有较高的强度和良好的耐磨性、极好的抗破坏能力和
间延长而降低，耐热性能比ＰＶＣ／钠基ＭＭＴ复合材料好。Ｔａｂｎｎ等［通过熔融共混法制备了ＰｉｉｎＲｅ６１ＶＣ／ＯＭＭＴ纳米复合材料。首先将醋酸乙烯

聚乳酸／有机蒙脱土纳米复合材料研究进展

纳米复合材料以来，国内外很多研究小组开展了针对ＰＡＬ／有机蒙脱土（ＭＭ）ＯＴ纳米复合材料的制备、表征及性能方面
的研究工作。研究发现，加极少量的ＯＭＴ就能显著提添Ｍ高ＰＪ力学性能、稳定性、体阻隔性、物降解速率ＩＡ的热气生等性能。通常ＰＡＯＭＴ纳米复合材料的制备方法有溶液Ｌ／Ｍ
聚乳酸蒙脱土纳米复合材料插层常用的有机溶剂有二甲基乙酰胺、氯甲烷、氯甲烷等。二三
２１微观结构影响因素分析．
研究方向及应用前景进行了展望。
聚乳酸（Ｌ）ＰＡ是一种以生物资源为原料而人工合成的
的研究方向及应用前景。
１ＰＯＴ纳米复合材料的结构ＩＭＭ
该材料为完全剥离型。还有一些学者研究ＯＭＭＴ含量对复合材料最终结构的
影响，ＳＩ如．．Ｍａａ等研究发现，ＯＴ含量（量分ｒｓｒ当ＭＭ质数，同）于５时，Ｌ／ＭＭ下小％ＰＡＯＴ纳米复合材料是剥离型；
当ＯＴ含量大于５时，ＭＭＭＭ％ＯＴ片层是以剥离和插层两种
蒙脱土（Ｔ是一种典型的层状硅酸盐矿物，ＭＭ）其单层晶体厚度约为１ｎ直径约为１０ｎ因此它拥有很高的宽ｍ，０ｍ，
高比。根据ＭＭＴ片层与聚合物基体之间相互作用强度的不