蒙脱土增强聚乙烯醇复合膜的摩擦起电性

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聚乙烯／蒙脱土纳米复合材料的电老化性能

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李长明，李入鹏，高俊国，武宇波，张晓虹

聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究（Ⅰ）热处理聚乙烯醇膜

第19卷第2期高分子材料科学与工程Vo1.19 No.22003年3月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Mar.2003聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究()热处理聚乙烯醇膜吴洪王宇新王世昌(天津大学化工学院天津300072)摘要:直接甲醇质子交换膜燃料电池(DMFC)中甲醇的穿透问题是阻碍其发展的瓶颈O为提高膜的阻醇性能采用在渗透蒸发领域广泛使用且具有良好分离效果的聚乙烯醇(PVA)为原料制备了热处理PVA膜对其阻醇及质子导电能力进行了研究O PVA膜的阻醇效果较目前在DMFC中广泛使用的Nafiof全氟磺酸膜有明显提高但其自身不具有质子导电能力需外加电解质溶液以提高其电导率O关键词:聚乙烯醇;阻醇性能;质子导电膜;直接甲醇燃料电池中图分类号:O631.2+3文献标识码:A文章编号:1000-7555(2003)02-0172-04直接甲醇质子交换膜燃料电池(DMFC)以燃料毒性小~可再生~储运方便等优点日益受到人们的关注[1 2]O作为电解质的质子交换膜是DMFC系统的关键它的性能直接关系到电池的性能O目前DMFC几乎都是在沿用~2/O2 (air)质子交换膜燃料电池中使用的Nafiof系列全氟磺酸膜[3]但这类膜阻醇性能太差O例如Nafiof117膜用于DMFC时即使进料甲醇浓度低到1mo1/L也有近40%的醇穿过膜透到阴极造成电池性能下降和燃料浪费O研究人员就此问题提出了若干改进措施[4~8]O开发适用于DMFC的新型聚合物膜是解决问题的根本方法O从膜分离角度看待阻醇质子导电膜即将其视为优先透过质子的醇-质子分离膜是本研究的基本思想阻醇是对目标膜的一个重要性能要求也是研究的主要出发点O在有机物-水溶液的膜分离方面人们已进行了大量的研究并积累了丰富的经验特别是渗透蒸发法用于醇-水混合物的分离已取得很大进展[9]O本研究工作即从渗透蒸发醇-水分离膜中的优先透水膜材料出发制备了热交联聚乙烯醇膜通过对膜结构和阻醇及导电性能的测试研究了制膜条件对膜性能的影响考察了此类膜用于DM-FC的可能性O本文介绍热处理PVA膜的性能O1实验部分1.1热处理交联PVA膜的制备PVA是一种含有大量强亲水性基团(羟基)的水溶性聚合物并具有良好的成膜性但要保证其在水中具有一定的稳定性和强度需对膜进行交联处理O我们采用了热处理交联和戊二醛交联两种方法本文介绍热处理交联法O 将PVA固体(平均聚合度1750 天津化学试剂三厂)溶于去离子水沸水浴中加热溶解全部溶解后降至室温制成10%(质量)PVA 水溶液静置脱泡O将上述PVA水溶液均匀倒在洁净的玻璃板上用玻璃刮刀刮膜室温干燥24h后放入130C烘箱中热处理3h取出自然冷却至室温浸于去离子水中将膜揭下O 膜厚70pm O1.2膜电导率的测量膜电导率的测量通常有两个方向:与膜表面平行和与膜表面垂直简称水平向和垂直向O收稿日期:2001-09-25;修订日期:2002-01-07基金项目:国家973重大基础研究项目(G2*******);国家自然科学基金资助项目(29976033)作者简介:吴洪女博士.水平向阻抗测量有两电极法[10]和四电极法[11]O 本实验研究的阻醇质子导电膜主要针对燃料电池使用时膜夹在阴J阳两电极之间所以我们更关注的是膜的垂直向电阻O再者据报道由于膜微观结构上可能存在的各向异性将导致水平向电导与垂直向电导存在很大差异[12]O例如Nafion117膜的水平向电导率约为垂直向电导率的4倍O鉴于这两方面我们选择了垂直向两电极法测量膜的电导率O实验中我们分别测试了膜在不同浓度的H2SO4溶液(0.01mol/L~ 1mol/L)中的电导率O测试前膜在相应的H2SO4溶液中浸泡2h O膜电阻由交流低阻表(YY2510 天津无线电六厂产品)测量频率1 kHZ电导率(O)的计算式为,O=l/(R A)式中,l膜厚用螺旋测微仪(精度0.01 mm)测量;A膜的有效面积取作下电极上表面面积;R电阻O1.3甲醇透过系数(P)的测量我们用甲醇的透过系数P(cm2/S)来表征膜的阻醇性能O为此设计了测定甲醇透过率的隔膜扩散池O膜池由I J I两个对称的玻璃半室构成O在去离子水中浸泡至少24h后的待测膜夹在两张起支撑作用的不锈钢网之间此三层结构夹于两半室间用圆形夹固定O开始时I 室中加入一定浓度的甲醇-水溶液I室中加入纯水O开启磁力搅拌器使I J I室内溶液在搅拌下混合均匀同时减小膜两侧浓差极化O I室溶液经蠕动泵输送至示差折射仪(LCD201 WINOPAL)检测其浓度后返回I室O I室溶液浓度的变化通过示差折射仪的电压输出端口接计算机在线连续监测O溶质在膜中的传递过程用溶解-扩散模型描述O按照该机理甲醇的透过系数(P)是扩散系数(D)和溶解系数(H)的乘积O只考虑沿膜厚度方向上的扩散根据Fick第二定律可推导出透过系数P的计算式,P=S(V2l/A C10)式中,S一段时间后I室溶液浓度随时间变化成直线关系时直线的斜率;V2I 室溶液体积;C10I 室初始溶液浓度;l膜厚;A膜的截面积Of ig.1MeOH permeability of heat-cured PVA mem-brane versus concentration1,Nafion117;2,PVA(heat-cure d).2结果与讨论为与目前D M FC中普遍采用的Nafion膜进行比较我们测定了Nafion商品膜的阻醇及导电性能O Nafion膜的预处理过程为,将Nafion117商品膜(Du p out公司出产)在3% H2O2水溶液中煮1h以除去膜中的杂质;取出膜用去离子水反复冲洗后放入0.5mol/L H2SO4溶液中煮1h以使膜完全转变为H+型;然后将膜放在去离子水中煮1h再用去离子水浸泡12h中间多次换水以除去膜中残留的H2SO4;最后将处理好的膜存放于去离子水中待用O2.1热处理交联PVA膜的阻醇性能热处理交联PVA膜和Nafion117膜的阻醇性能测试结果示于Fi g.1O可以看到Nafion117膜的透过系数在(1.3~2.5)>10-6 cm2/S之间这与文献[1314]报道的测量结果一致O热交联PVA膜的甲醇透过系数在10-7 cm2/S数量级仅是Nafion117膜的1/3阻醇效果明显优于Nafion膜O另外对于Nafion117膜透过系数随甲醇溶液浓度的增大而增大;而经热处理交联后的PVA膜其阻醇性能在整个甲醇溶液浓度范围内保持稳定甚至在甲醇溶液浓度较高时阻醇性能还有所提高O这一点与Nafion和PVA分别用于渗透蒸发醇-水分离时所表现出的性能规律相似O即采用PVA 膜时醇浓度越高分离系数越大[15];而采用Nafion膜时醇浓度越高分离效果越差[16]O对此现象可作如下分析解释,醇是PVA材料的371第2期吴洪等,聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究(I)热处理聚乙烯醇膜不良溶剂,当醇浓度较高时,亲水的PVA分子链发生不同程度的卷曲收缩,使聚合物分子链间自由体积减小O由于水分子的尺寸较醇分子小,因此,膜的收缩有利于提高膜对水的扩散选择性O同时,由于PVA材料对水有很高的亲和性,因此,醇浓度增大时,膜内水浓度远大于原料液中水的浓度,从而使膜对水的溶解选择性提高O两方面的作用使PVA膜对醇浓度较高的溶液有更好的分离效果O对Nafion膜而言,情况则不同O Satora Kato等人[16]的研究表明,虽然Nafion膜用于PV醇-水分离时也表现出优先透水性,但它对醇分子是优先吸附的O所以,醇浓度升高时,膜对醇的阻滞作用不但不会提高,反而会降低Of ig.2Heat-cured PVA membrane conductivity versusacid concentration1,Nafion117;2,PVA(heat-cured).2.2热处理交联PVA膜的电导率对比Fig.2中PVA膜和Nafion117膜的电导率可以看出,PVA膜的质子导电能力远远低于Nafion膜O在实验用去离子水中测得PVA膜的电导率仅为6.3>10~5S/cm,比Nafion117膜低了56倍;在0.01mol/L~1 mol/L的H2SO4溶液中,其导电能力也比Nafion117膜低13.5~1.3倍O由此可以看出,虽然PVA膜的阻醇性能较Nafion膜提高了,但却是以电导率大幅度降低为代价的O由Fig. 2我们还注意到,环境酸溶液浓度对两类膜电导率的影响程度是不同的O H2SO4浓度从0.01 mol/L增加到1mol/L,Nafion117膜的电导率提高不到2倍,而PVA膜的电导率提高了12倍之多O这是由于两类膜本身结构不同造成的, Nafion膜本身是一种带有固定电荷(SO3)的强酸性离子交换膜O离子交换膜浸入电解质溶液中时,最终膜内离子会达到Donnan平衡O 而Nafion膜内固定电荷的存在排斥了由于Donnan平衡引起的环境电解质溶液中导电离子的进入,使膜内电解质溶液浓度远小于外界溶液浓度,这一点已被实验证明[17]O因此,酸浓度的增加只是减小了电极与膜之间可能存在的界面电阻,而对膜本身的导电性能影响不大O PVA膜的导电机理则完全不同,它本身不带有离子交换基团,质子的传导主要依赖于进入PVA交联网络中的电解质溶液,因此其导电性能必然很大程度上依赖于环境酸溶液的浓度O 这里需要说明的是,本实验对Nafion膜电导率的测试结果低于文献[11]值(102S/cm~ 101S/cm)O这可能一方面与膜本身结构及预处理过程有关,另一方面与测试电极和仪器有关O文献中对膜电阻的测量大多采用频率响应分析仪,在1HZ~1MHZ频率范围内测试,而本研究中导电率的测量均使用的是交流低阻表O交流低阻表操作简单且测量重复性好,规律性强,但由于其工作频率固定在1kHZ,测量结果不及使用频率响应分析仪正确O另外,为确保测量的重复性,膜与电极的接触靠上电极的重力提供,接触力偏小,也可能是造成测试电阻值比实际电阻值大的一个原因O尽管在测量值上有一定偏差,但由于在以后对各类膜的测试中我们都采用同一套装置,控制同样的测试条件,所以这一偏差并不影响我们对各类膜导电性能的比较O通过以上分析可知,这类不含离子交换基团的渗透蒸发膜用于DMFC时,虽然阻醇能力可大幅度改善,但需要外加电解质来保证其有足够的电导率O这种外加电解质的方法是否实际可行,还有待在电池运行中加以考察O参考文献[1]周运鸿(ZHOU Yun-hong).电源技术(Chinese Journalof Power Sources),1996,20(4),161~164.[2]Wasmus S,Kuver A.J.Electroanal.Chem.,1999,461,14~31.[3]Carla H W.J.Membrane Sci.,1996,120,1~33.[4]Cruickshank J,Scott K.J.Power Sources,1998,70,40~47.[5]Kuver A,Vielstich W.J.Power Sources,1998,74,211~218.471高分子材料科学与工程2003年[6]Sundmacher K NOWitzki O Hiffmann U .Chem .Ing .Tech . 1997 69:8197~8201.[7]Pu C Huang W H Ley K L et al .J .ElectrOchem .SOc . 1995 142(7):L 119~L 120.[8]吴洪(WU HOng ) 王宇新(WANG Yu -xin ) 王世昌(WANG Shi -chang ).高分子材料科学与工程(POlymer Materials Science S Engineering ) 2001 17(4):7~11.[9]付圣权(FU Sheng -guan ) 张可达(ZHANG Ke -da ).安徽大学学报(JOurnal Of Anhui University ) 1997 21(3):82~85.[10]Lee M H Kim H J Kim E et al .SOlid State IOnics 1996 85:91~98.[11]SOne Y Ekdunge P SimOnssOn D .J .ElectrOchem .SOc . 1996 143(4):1254~1259.[12]Gardner C L Anantaraman A V .J .ElectrOanal .Chem . 1998 449:209~214.[13]Kauranen P S SkOu E .J .Appl .ElectrOchem . 1996 26:909~917.[14]TricOli V .J .ElectrOchem .SOc . 1998 145(11):3798~3801.[15]张立平(ZHANG Li -ping ) 严军(YAN Jun ) 蒋维钧(JIANG Wei -jun ).现代化工(MOdern Chemical In-dustry ) 1994 10:24~26.[16]KatO S Nagahama K NOritOmi H et al .J .Mem-brane Sci . 1992 72:31~41.[17]POurcelly G Lindheimer A Gavach C .J .Elec-trOanal .Chem . 1991 305:97~113.STUDY ON THE ALCOHOL REJECTING AND PROTON CONDUCTIVE PROPERTIES OF PVA MEMBRANES(1)HEAT -CURED PVA MEMBRANE WU HOng WANG Yu -xin WANG Shi -chang(CO lle g e Of C e mzc al Engzn ee Tzng a nc T e c nO l Ogy Tz a njzn unzU e Tsz t y Tz a njzn 300072 C zn a )ABSTRACT :Direct methanOl fuel cell (DMFC )Was recOgnized as a neW alternative tO the present pOWer sOurces because Of its high efficiency lOW emissiOn and easy Of fuel carriage .HOWever cOmmercially available pOlymer electrOlyte membranes that can be used in DMFC like NafiOn have rather pOOr resistance tO methanOl crOssOver .Heat -cured pOlyvinyl alcOhOl membranes Were prepared and tested in this research .Their methanOl rejecting ability and cOnductivity Were stud-ied and cOmpared With the result Of NafiOn 117membrane .The methanOl permeability is fairly lOWered With the use Of PVA materials .B ut the PVA itself is nOt cOnductive sO an additiOnal electrOlyte sOlutiOn is needed tO imprOve its cOnductivity .K yW0l<S :pOlyvinyl alcOhOl G alcOhOl -rejecting ability GprOtOn cOnductive membrane directmethanOl fuel cell571第2期吴洪等:聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究( )热处理聚乙烯醇膜聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究(Ⅰ)热处理聚乙烯醇膜作者：吴洪，王宇新，王世昌作者单位：天津大学化工学院,天津,300072刊名：高分子材料科学与工程英文刊名：POLYMER MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING年，卷(期)：2003,19(2)被引用次数：8次1.周运鸿查看详情 1996(04)2.Wasmus S;Kuver A查看详情 19993.Carla H W Recent advances in perfluorinated ionomer membranes: structure, properties and applications[外文期刊] 1996(1)4.Cruickshank J;Scott K查看详情[外文期刊] 19985.Kuver A;Vielstich W查看详情[外文期刊] 19986.Sundmacher K;Nowitzki O;Hiffmann U查看详情 19977.Pu C;Huang W H;Ley K L查看详情 1995(07)8.吴洪;王宇新;王世昌用于聚合物电解质膜燃料电池中的质子导电膜[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2001(04)9.付圣权;张可达查看详情 1997(03)10.LEE M H;Kim H J;Kim E查看详情[外文期刊] 199611.Sone Y;Ekdunge P;Simonsson D查看详情[外文期刊] 1996(04)12.Gardner C L;Anantaraman A V查看详情[外文期刊] 199813.Kauranen P S;Skou E MIXED METHANOL OXIDATION OXYGEN REDUCTION CURRENTS ON A CARBON SUPPORTED PT CATALYST[外文期刊] 1996(1/2)14.Tricoli V查看详情[外文期刊] 1998(11)15.张立平;严军;蒋维钧查看详情 1994(10)16.Kato S;Nagahama K;Noritomi H查看详情[外文期刊] 199217.Pourcelly G;Lindheimer A;Gavach C查看详情[外文期刊] 19911.杨波.吴万棋.陈光顺.郭少云聚丙烯导电复合材料的制备和电性能研究[会议论文]-20062.金欣.肖长发.贾广霞.安树林纤维级碳黑母粒的导电性能研究[会议论文]-20053.彭福兵.陆连玉.胡昌来.姜忠义固载石墨的聚乙烯醇膜的制备与渗透蒸发分离性能研究[会议论文]-20054.夏海平.蓝伟光.陈小艾氢型沸石掺杂PVA膜的渗透蒸发性质及其在酯化反应中的催化作用研究[会议论文]-19995.黎园PVA类高吸水树脂的性能及应用[期刊论文]-天然气化工2003,28(3)6.孙润军.张建春.施楣悟.来侃聚乙烯/碳黑材料导电性能研究[期刊论文]-东华大学学报(自然科学版)2001,27(1)7.赵伟.徐玲水溶性纤维(PVA)在毛纺中的应用[期刊论文]-毛纺科技1999(6)8.陶杨.罗学刚.Tao Yang.Luo Xuegang木质素/PVA复合膜成膜基础研究[期刊论文]-化工新型材料2007,35(5)9.罗延龄炭黑粒子偶联处理的HDPE复合材料PTC性能研究[期刊论文]-炭素2001(3)10.胡媛兼具导电与阻燃性能的聚丙烯基复合材料的制备与性能研究[学位论文]20061.熊鹰.孙晓楠.鲁雪梅.陶虎春燃料电池杂化阴离子交换膜的制备与性能研究[期刊论文]-化工新型材料 2013(11)2.周建银.杜鸿昌.高建东.马志刚.邓正华P(AN-AA)/PVA质子交换膜的研究[期刊论文]-电源技术2007(2)3.赵勇.盛显良.翟锦染料敏化太阳电池中TiO2光阳极研究进展[期刊论文]-化学进展 2006(11)4.刘建平.郑玉斌.杜杰燃料电池用质子交换膜的研究进展[期刊论文]-膜科学与技术 2005(6)5.桑商斌.黄可龙.石瑞成.王小波PVA-ZrP复合膜作为全钒液流电池隔膜的研究[期刊论文]-中南大学学报（自然科学版） 2005(6)6.浦鸿汀.唐黎明.乔磊.杨正龙基于聚酰亚胺的非水质子导电材料的研究[期刊论文]-同济大学学报（自然科学版） 2006(2)7.康峰无机-有机复合质子交换膜的研究[学位论文]硕士 20058.邓会宁含有杂萘联苯的聚芳醚电解质膜研究[学位论文]博士 2004引用本文格式：吴洪.王宇新.王世昌聚乙烯醇膜的阻醇及导电性能研究(Ⅰ)热处理聚乙烯醇膜[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2003(2)。

改性蒙脱土及其复合材料的应用

第49卷第7期当代化工 Vol.49，No.7 2020年7月 Contemporary Chemical Industry July ，2020基金项目：广西壮族自治区工业和信息化委员会科技创新项目（项目编号：桂工信科技2017[271] ）；广西中烟工业有限责任公司科技项目（项目编号：GXZYZZ2016C004）。

收稿日期：2019-10-31改性蒙脱土及其复合材料的应用严俊，陈志燕，周芸，韦入丹，唐桂芳，王萍娟，陈瑶，黄世杰（广西中烟工业有限责仸公司，广西南宁 530001）摘要：蒙脱土是一种具有优异性能的材料，是材料领域研究的热点，在诸多领域具有广泛的应用前景。

综述了蒙脱土在卷烟加香减害、土壤、医药、光催化剂、沥青、木材胶黏剂、处理废水、包装膜、固相萃取、膨胀阻燃、增韧和固化及吸附甲醛等领域的应用研究，为蒙脱土的深入研究提供理论依据，以期拓展应用到更多的研究领域。

关键词：蒙脱土；改性；应用研究中图分类号：TQ 050.4 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）07-1325-05Study on the Application of Modified Montmorilloniteand Its Composite MaterialsYAN Jun , CHEN Zhi-yan , ZHOU Yun , WEI Ru-dan , TANG Gui-fang ,WANG Ping-juan , CHEN Yao , HUANG Shi-jie（China Tobacco Guangxi Industrial Co., Ltd., Nanning Guangxi 530001, China ）Abstract : Montmorillonite is a kind of material with excellent properties, and it is a research hot spot in the field of materials and has a wide application prospect. In this paper, the application of montmorillonite in cigarette, soil, medicine,photocatalyst,asphalt,wood adhesive, wastewater treatment, packaging film, solid-phase extraction, intumescent flame retardant, toughening and curing and formaldehyde adsorption fields was reviewed, which could provide a theoretical basis for the further study of montmorillonite, in order to expand its application in more research fields in the future.Key words : Montmorillonite; Modification; Application research1 引言蒙脱石是一种层状的硅酸盐矿物结构的物质，具有大的比表面积和长径比，通过插层或剥离处理，可获得不同性能的蒙脱石材料。

聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术分析

聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术分析聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术的制备方法一般采用溶液法或浆料法。

其中，溶液法是将聚乙烯醇溶解在适当的溶剂中，通过涂布、浸渍或溶液共混等方法将聚乙烯醇涂覆到基材表面，再通过干燥等工艺制得高阻隔复合薄膜。

而浆料法则是将聚乙烯醇和其他阻隔材料，如高分子聚合物、纳米材料等，通过混合、研磨等工艺制成浆料，再将浆料涂覆在基材表面，最后通过加热等工艺制得高阻隔复合薄膜。

第一，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的气体阻隔性能。

聚乙烯醇本身具有较低的透气率，可以有效阻隔氧气、二氧化碳和其他气体的渗入，从而保护包装材料或电子产品免受氧化和腐蚀。

第二，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的湿气阻隔性能。

聚乙烯醇是一种亲水性物质，对水汽具有很好的吸湿性。

因此，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜能够有效阻隔水汽的渗入，保持包装材料或电子产品内的相对干燥环境。

第三，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很好的机械性能和热稳定性。

聚乙烯醇具有较高的拉伸强度和模量，能够有效抵抗外部力的作用，保护包装材料或电子产品的完整性。

此外，聚乙烯醇具有较高的热稳定性，能够在一定的温度范围内保持其结构和性能的稳定性。

第一，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜可以用于食品包装。

由于聚乙烯醇高阻隔复合薄膜能够有效阻隔气体和水汽的渗入，可以保持食品的新鲜度和口感，延长食品的保质期。

第二，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜可以用于制备电子产品的防潮包装。

电子产品对湿气非常敏感，易受湿气腐蚀，因此需要采取防潮包装措施。

聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的湿气阻隔性能，能够有效保护电子产品免受湿气的腐蚀。

第三，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜还可以用于光学器件、医药领域等对气体和水汽要求较高的应用场景。

综上所述，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术具备很高的气体阻隔性能和湿气阻隔性能，具有广泛的应用前景。

随着技术的不断进步和研发的深入，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术将会得到更为广泛的应用。

有机改性蒙脱土纳米复合材料及结构与性能表征的开题报告

原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料及结构与性能表征的开题报告一、研究背景及意义随着人们对材料性能要求的不断提高，研究开发高性能复合材料已成为当前的研究热点。

蒙脱土因其层状结构及其优异的物理化学性能，被广泛应用于高分子复合材料的加强改性中代表性的有机改性蒙脱土包括有机阳离子改性、有机阴离子改性、有机交联改性等。

其中，有机阳离子改性蒙脱土具有分散性好、加工性能优异、增强效果明显等特点。

同时以聚乙烯为基体材料的复合材料拥有优异的耐热性、耐腐蚀性、导电性以及机械性能，因此将有机改性蒙脱土与聚乙烯组成纳米复合材料可以兼容两者的优点，具有巨大的应用潜力。

本文拟探究原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺及相应的结构与性能表征，旨在为开发新型高性能复合材料提供参考。

二、研究内容1. 分析有机阳离子改性蒙脱土对聚乙烯的改性机制2. 研究原位聚合方法制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺3. 利用XRD、TEM、TG等技术表征聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的结构、热性能、分散性等4. 考察有机改性蒙脱土掺量对聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料物理化学性能的影响三、研究方法1. 采用奥兹塔克卡尔甘机对蒙脱土进行有机阳离子化改性2. 采用原位共聚合法制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料3. 利用XRD及TEM观察复合材料结构4. 采用TG分析复合材料热性能5. 利用万能试验机测试复合材料的力学性能四、论文结构安排第一章绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容与目的1.4 研究方法1.5 论文结构第二章有机阳离子改性蒙脱土2.1 蒙脱土的化学成分及结构2.2 有机阳离子化改性原理2.3 常用的有机阳离子改性剂2.4 影响有机改性蒙脱土性质的因素第三章原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料3.1 原位共聚合反应原理3.2 聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料制备工艺流程3.3 影响复合材料结构与性能的因素第四章聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的结构与性能表征4.1 XRD、TEM表征4.2 TG分析4.3 力学性能测试第五章影响聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料性能的因素分析5.1 有机改性蒙脱土的掺量对复合材料性能的影响5.2 处理工艺对复合材料性能的影响第六章结论与展望6.1 结论6.2 研究展望参考文献。

蒙脱土改性及应用的研究进展

第 50 卷第 1 期2021 年 1月Vol.50 No.1Jan.2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry蒙脱土改性及应用的研究进展李璟睿1，尹陈霜1，马海燕1，夏　芬1，程国君1,2(1.安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南 232001；2.安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院（芜湖），安徽芜湖 241003)摘　要：蒙脱土是一种硅酸盐的天然矿物，具有良好的吸附性、阳离子交换性能和气液阻隔性。

吸附性使得蒙脱土具有良好的阻燃性和抗菌性，可以广泛应用于日常生活、工业及医用等方面。

为了进一步拓展蒙脱土的应用范围，通常需要对其进行有机化改性。

本文对近5年来蒙脱土的有机化改性及应用的研究进行了综述，以期为进一步开展蒙脱土的研究及应用提供参考。

关键词：蒙脱土；有机化改性；离子交换性；应用中图分类号：TB 332 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2021)01/02-0025-05基金项目：省级大学生创新创业训练项目（S201910361143）；安徽省高等学校自然科学研究项目（KJ2019A0118）；安徽理工大学芜湖研究院研发专项（ALW2020YF14）；安徽理工大学引进人才项目（ZY017）通信联系人：程国君，硕士生导师，从事粉体改性及纳米复合材料的制备。

E-mail ：***********************收稿日期：2020-10-29综述与进展蒙脱土（montmorillonite）别名微晶高岭石、胶岭石，结构式为(Al,Mg)2[SiO 10](OH)2·nH 2O，其中Al 2O 3含量为16.54%，MgO 4 含量为65%，SiO 2含量为50.95%，颜色多为白色微带浅灰色，含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色，土状光泽或无光泽，有滑感。

蒙脱土不仅是一种硅酸盐的天然矿物，还是膨润土矿的主要矿物组分。

蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能研究的开题报告

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能研究的开题报告一、研究背景和意义聚丙烯材料具有良好的耐腐蚀性、耐磨损性和低密度等优点，广泛应用于工程领域中的制造、包装等行业。

但是在一些高磨损环境下的使用，聚丙烯材料存在一定的磨损性能问题。

因此，如何提高聚丙烯材料的耐磨损性能是一项重要的研究课题。

纳米复合材料已成为材料科学领域研究的热点之一。

将蒙脱土等纳米材料与聚合物复合可以显著改善聚合物材料的性能，如耐热性、耐磨损性、抗冲击性等，这种复合技术在实际应用中具有较大的潜力。

因此，本研究旨在针对聚丙烯材料的磨损性能问题，探究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能及其影响因素，为改善聚丙烯材料的磨损性能提供理论参考。

二、研究内容和方法本研究将采用摩擦磨损实验方法研究聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能，并探究复合材料中纳米材料含量、蒙脱土颗粒的形貌和分布等因素对摩擦磨损性能的影响。

主要研究内容包括以下几个方面：1.制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料；2.利用摩擦磨损实验仪，测试复合材料在不同条件下的摩擦系数和磨损量，并比较不同条件下的摩擦磨损性能的差异性；3.通过扫描电镜观察复合材料的微观形貌、分析复合材料中蒙脱土的分布情况及表面形貌等；4.综合分析不同条件下复合材料的摩擦磨损性能与其微观结构的关系，探究影响复合材料摩擦磨损性能的因素及其作用机制。

三、预期成果和意义预期研究成果如下：1.定量评价聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的摩擦磨损性能；2.研究纳米材料含量、形貌和分布等因素对复合材料摩擦磨损性能的影响；3.分析不同条件下复合材料微观结构与摩擦磨损性能的关系，探究影响复合材料摩擦磨损性能的因素及其作用机制；4.为提高聚丙烯材料的磨损性能提供理论支持。

本研究对于扩展聚丙烯材料的应用范围、提高材料性能和技术水平具有重要意义，并为材料科学领域的相关研究提供参考。

以tempo为媒介电化学氧化解聚微晶纤维素的研究

TEMPO氧化纤维素纳米纤维的应用1.1 复合材料纳米复合物是当前材料科学发展迅速的一个领域，鉴于纤维素纳米纤维强度高、刚性大、密度低及生物降解性和可再生性，将纤维素纳米纤维用于复合材料的研究受到越来越多的关注[36]。

与其他方法所制纤维素纳米纤维相比，TOCNs具有结晶度高、宽度均一、长径比大以及单根化纳米分散等优点，因此在复合材料应用中更为优越。

1.1.1 增强复合材料TOCNs的平均强度范围为1.6～3GPa，强度值与多壁碳纳米管相当[39]，这使其成为增强复合材料的极佳选择。

Li 等以TOCNs与多元酚制成复合物，研究证实各组分间具有较好的协同作用，复合物的热稳定性相应提高。

Endo等以聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA)和TOCNs混合制得复合纤维，其最大抗张模量可达57GPa，远大于PVA拉伸纤维，此外复合纤维的储能模量也较PVA拉伸纤维高，结构分析表明TOCNs在PVA中分散均匀，且能与无定形区PVA分子间形成氢键。

Koga 等使用TOCNs和碳纳米管制成超高强度的透明导电可打印复合物，TOCNs对碳纳米管具有增强和纳米分散效果。

TOCNs宽度小而均一，长径比大，因此含有TOCNs的复合材料表现出显著的纳米复合作用，如基材的力学及热性能等均随着TOCNs 的少量加入而提高。

1.1.2 气凝胶气凝胶是一种多功能性高孔隙率材料，其密度低、内表面积大、隔热隔音，可用于催化、传感、吸附及环境功能材料等[43, 44, 45]。

Carlsson等[46]将吡咯聚合到TOCNs上制得导电气凝胶，该复合物结构及电化学性质可调，研究发现，经超临界CO2干燥可制得高孔隙率气凝胶，其比表面积(246m2/g)是目前报道的聚合物-纤维素基导电材料中最大的，而经常压干燥的复合物具有高密度结构，力学性能优于此前报道的纤维素-导电聚合物复合物。

Koga 等[47]以Cu+交换TOCNs表面羧基钠中Na+制成铜负载TOCNs，并进一步制成气凝胶，该气凝胶对Huisgen反应有优异的催化性能。

聚乙烯醇_葡萄糖酸蒙脱土纳米复合材料的制备及表征

Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１２·１１８·化　工　新　型　材　料ＮＥＷ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第３９卷第１２期２０１１年１２月基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０７６６００１、２１０７６０４６）作者简介：姜宏鹏（１９８６－），男，硕士研究生，研究方向：化工材料。

联系人：韦藤幼（１９５９－），男，广西大学教授。

聚乙烯醇／葡萄糖酸蒙脱土纳米复合材料的制备及表征姜宏鹏１　朱云倩１　韦藤幼１，２＊　潘远凤１，２　童张法１，２（１．广西大学化学化工学院，南宁５３０００４；２．广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室，南宁５３０００４）摘　要　为了改善聚乙烯醇的力学强度、耐水性及耐热性，采用纳米葡萄糖酸蒙脱土对聚乙烯醇进行了物理复合改性，制备了聚乙烯醇／葡萄糖酸蒙脱土纳米复合材料。

在机械搅拌与超声波震荡协同作用下，把纳米葡萄糖酸蒙脱土均匀预分散在甘油中，然后加入到聚乙烯醇乳液中，得到了聚乙烯醇／葡萄糖酸蒙脱土纳米复合薄膜。

实验结果表明，当甘油用量为聚乙烯醇的３％、聚乙烯醇乳液浓度为１０％和葡萄糖酸蒙脱土加入量小于３％时，复合薄膜的拉伸强度最大提高４５％、耐水性提高２．７倍和热分解温度提高３４℃，而断裂伸长率和透光性分别下降不足１３％和５％。

本方法显著提高了聚乙烯醇的性能，有着良好的应用前景。

关键词　聚乙烯醇，纳米葡萄糖酸蒙脱土，改性，复合材料Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ／ｇｌｕｃｏｎｉｃ　ａｃｉｄｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓＪｉａｎｇ　Ｈｏｎｇｐｅｎｇ１　Ｚｈｕ　Ｙｕｎｑｉａｎ１　Ｗｅｉ　Ｔｅｎｇｙｏｕ１，２　Ｐａｎ　Ｙｕａｎｆｅｎｇ１，２　Ｔｏｎｇ　Ｚｈａｎｇｆａ１，２（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００４；２．Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｋｅｙ　Ｌａｂ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ＰｒｏｃｅｓｓＩｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００４）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍｏｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ（ＰＶＡ），ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｎａｎｏ　ｇｌｕｃｏｎｉｃ　ａｃｉｄ　ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ（ＮＧＡＭ）ａｎｄ　ＰＶＡ／ＮＧＡＭ　ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ＮＧＡＭ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｌｙ　ｉｎ　ｇｌｙｃ－ｅｒｉｎ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｇｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ　ｓｙｎｅｒｇｙ，ａｆｔｅｒ　ａ　ｗｈｉｌｅ，ｗｈｉｃｈ　ａｄｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ＰＶＡ　ｅｍｕｌ－ｓｉｏｎ　ｔｏ　ｐｒｅｐａｒｅ　ｔｈｅ　ｎａｎｏ－ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｏｆ　ＰＶＡ／ＮＧＡＭ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｗｈｅｎ　ｇｌｙｃｅｒｉｎ　ｗａｓ　３％ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ＰＶＡ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＰＶＡ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ　ｗａｓ　１０％，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ａｍｏｕｎｔ　ＮＧＡＭ　ｗａｓ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ３％，ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｏｆ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｆｉｌｍｓ　ｃａｎ　ｂｅｉｎｇ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｒｅａｃｈ　４５％，ｗａｔｅｒ　ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｗａｓ　２．７ｔｉｍｅｓ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃａｎ　ｂｅｉｎｇ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　３４℃．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ａｔ　ｂｒｅａｋ　ａｎｄｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　１３％ａｎｄ　５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ＰＶＡ．Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄＫｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ，ｎａｎｏ　ｇｌｕｃｏｎｉｃ　ａｃｉｄ　ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ聚乙烯醇（ＰＶＡ）是一种重要的水溶性高分子材料，在涂料、纤维、粘合剂及膜材料方面具有广泛的应用［１］，但是由于其耐水性差、强度低及耐热性能差等不足限制了其应用范围。

有机改性蒙脱土对聚乙烯稳定性影响

ｓｈｒｈｌｇｆＥＯＭＭＴｃｍｐｓｅｉｏｔｉｉｇ０， — ＭＴ．Ｔｈｅｕｔｉｄｃ— ｉｔｅｍｏｐｏｏｙｏ／ — ｓＰｏｏｉｓｆｍｓｃｎａｎ４０ＯＭｔｌｎＶｅｒｓｌｉｓｎａ
ｔｄｔｔｔｅｐｔ — ｉｔｏｅｒｄｔｏｎｓａｌｔｆｔｅｈａｈｈｏｏｏｘｄａｉｎｄｇａａｉｔｂｉｉｙｏｈｅＰＥｎｔｅｃｍｐｏｉｅｉｍｓｗａｓｈｇｈｅｈａｉｈｏｓｔｓ／２０年１期０８２
有机改性蒙脱土对聚乙烯稳定性影响
ＥｆｅｔｏｇｎｃＭｏｔｏｉｏｉｅｏｔｂｌｔｆＰＣｏｐｓｔｆｃｆＯｒａｉｎｍｒｌｎｔｎＳａｉｙｏＥｍｏｉｅｌｉ
中图分类号：３ＴＢ３文献标识码：Ａ文章编号：０１４８（０８１－０００１０—３１２０）２０７—３
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｏｒａｉｎｍｏｉｏｉ（ＭＭＴ）ｗａｏｍｅｔｒｕｈｈｙｈｔｂｔｉｅｉｎｅ — ｇｎｃｍｏｔｒｌｎｔｌｅＯ— ｓｆｒｄｈｏｇｔｅｗａｔａｅａｎｏｓｘ
ｃａｇｄｗｉｈＮａｉｎｍｏｉｏｉｅＴｈｎｔｅＰＯ— ｈｎｅｔｎｍｏｔｒｌｎｔ．ｌｅｈＥ／ＭＭＴｏｏｉｓｗｅｅｓｎｈｓｚｄｔｒｕｈｃｍｐｓｔｒｙｔｅｉｅｈｏｇｅ
Ｏ— ＭＴｗｅｅａａｙｅｅｐｃｉｅｙａｄｔｅＳａｎｎｅｔｏｉｒｓｏｙ（ＥＭ）ｗａｓｄｔｎｌ— — ＭｒｎｌｚｄｒｓｅｔｖｌｎｈｃｎｉｇＥｌｃｒｎＭｃｏｃｐＳｓｕｅｏａａｙ－

聚乙烯醇蒙脱土纳米复合材料的研究

青岛科技人学研究生学位论文图卜１蒙脱石的晶体结构示意图Ｆｉｇ．１－１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐａｔｔｅｒｎｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ由于层间阳离子交换的结果，使得极性水分子极易进入层间，使晶体发生膨胀。

蒙脱石的这种特殊的夹层状结构是聚合物／蒙脱土纳米复合材料形成的基础。

但是，天然蒙脱石晶体本身片层间结合非常紧密，间距小，聚合物或单体难于进入层间，形成纳米尺度分散，所以还必须对蒙脱土进行有机化改性，增加它与聚合物间的亲和性。

１．２．１．２蒙脱土的有机化改性蒙脱土的有机化改性是基于蒙脱石片层间吸附电荷的可交换性。

由于片层问的阳离子是被很弱的电场力吸附在片层表面，因此极易被无机金属离子、有机阳离子表面活性剂分子交换出来。

可交换阳离子的数目用离子交换容量（ＣａｔｉｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＣａｐａｃｉｔｙ，ＣＥＣ）来表示。

在制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料的工艺过程中，常常使用有机阳离子表面活性剂，利用离子交换原理进入蒙脱石片层之间，该过程可以用方程式表示为：ＭＭＴ－Ｘ＋＋Ｒ—Ｙ＋㈠ＭＭＴ．Ｙ．Ｒ十Ｘ＋该过程称为蒙脱土的有机化，所使用的有机阳离子表面活性剂常被称为插聚乙烯醇，蒙脱士纳米复台材料的研究层剂或相容荆。

目前在制备聚合物纳米复合材料中，常用的插层剂有烷基季铵盐、季铵盐、吡啶类衍生物和其它阳离子表面活性剂等口”。

图１—２是用烷基铵离子插层过程的示意图【４１。

图１～２插层剂插层过程示意图Ｆｉｇ．Ｉ－２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｑｕａｔｅｍａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｉｍｅｒｃａｌａｔｉｏｎ蒙脱土有机化的目的是降低片层问的结合力，扩张蒙脱石的片层间距，改善层问的微环境，使蒙脱石的内外表面由亲水性转化为疏水性，增强蒙脱土片层与聚合物分子的亲和性。

插层剂中烷基链的长度会对插层效果产生显著的影响，烷基链越长，经过处理后蒙脱石的片层间距也越大，对于形成聚合物／蒙脱土纳米复合材料越有利。

F-O-013-热塑性淀粉-聚乙烯醇-蒙脱土三元纳米复合材料的研究-赫玉欣

热塑性淀粉/聚乙烯醇/蒙脱土三元纳米复合材料的研究赫玉欣，张玉清（河南科技大学高分子科学与纳米技术重点实验室，河南洛阳 471003；）摘要：作者用熔融挤出的方法制备了甘油塑化热塑性淀粉（TPS）/聚乙烯醇（PV A）/蒙脱土（MMT）纳米复合材料，添加的蒙脱土和聚乙烯醇可以有效提高热塑性淀粉材料的力学性能。

在一定的相对湿度下，复合材料的X-ray衍射谱图和透射电镜说明，MMT以剥离状态均匀分布在TPS/PV A基体中；力学测试表明，随着ω（MMT）＝0％提高到3％，复合材料的最大应力达到13.24MPa，应变从14.96上升到21.54。

这说明蒙脱土在复合材料中可以起到物理交联点的作用，提高了复合材料的力学性能。

关键词：热塑性淀粉纳米复合材料蒙脱土插层Studies on TPS/PV A/MMT NanocompositesAbstract：Melt extrusion method was adopted to produce thermoplastic starch (TPS) / polyvinyl alcohol (PV A) / montmorillonite (MMT) nanocomposites by author. Added montmorillonite and polyvinyl alcohol can be effective in improving thermoplastic starch materials mechanical properties. In a certain relative humidity, the X-ray diffraction spectra and transmission electron microscopy of composites showed that MMT was exfoliated and equably distributed in TPS / PV A matrix. Mechanical testing of composites[ω (MMT) = 0% to 3%]showed that the mechanical properties were obviously improved. The stress of composites reached 13.24MPa and the elongation at break increased from 14.96% to 21.54%. This shows that MMT in the composites can play a role of physical crosslinking point in raising the mechanical properties of composites.Key Words：thermoplastic starch nanocomposites montmorillonite intercalation1 前言近年来，聚合物/层状硅酸盐( PLS )纳米复合材料在工业和学术界都引起了广泛的关注。

聚乙烯醇复合膜的应用研究进展

难以分离的近沸或共沸混合物，透汽化膜具有良好的选择渗性Ｉ。渗透汽化技术的核心问题是针对不同的处理体系寻找２耐溶剂、渗透通量和分离因子适宜的膜。且
酯化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 应中的酯与水、料醇之间往往会形成共聚物而难原以分离，因此酯类产品的纯化是生产过程中的重要步骤。徐小
１２ｈ即可使重石脑油中的微水含量从９ｅｇ降至２ｅｇ以０Ｉ￣ｇ０ｇ下，有效解决了重石脑油中水分含量偏高影响脱硫剂使用寿命
的问题，有良好的工业应用前景。具
１渗透汽化膜
渗透汽化（ｅａｏｔｎＰ是一种新型的液体混合物膜分Ｐｒｐｒｉ，Ｖ）ｖａｏ离技术，具有操作简便、分离效率高、能量消耗少等特点，并且渗透汽化分离作用主要受组分在膜内的渗透速率控制，而对于因
聚乙烯醇（ｏｖｙａｃｈｌＰＡ）一种无色、Ｐｌｉｌｌｏ，Ｖ是ｙｎｏ无毒、无腐蚀性、生物降解的水溶性有机高分子聚合物，可性能介于塑料和橡
胶之间。聚乙烯醇分子中含有大量的一Ｏ和一Ｈ键，们相互Ｈ它之间可以通过氢键交联，成大分子网状结构，热时溶剂挥形加
发，聚乙烯醇分子紧密接触，依靠分子间的吸附作用，以形成可具有一定机械性能的膜。随着对聚乙烯醇研究的不断深入，利用淀粉、壳聚糖、维素等对聚乙烯醇进行改性，纤制备出具有特殊功能的可生物降解的功能复合膜材料，成为目前研究的热点。

蒙脱土纳米复合物树枝化性能与机理研究的开题报告

聚乙烯/蒙脱土纳米复合物树枝化性能与机理研究的开题报告一、项目背景及研究意义近年来，聚合物复合材料在各个领域得到了广泛应用，其性能与制备方法成为科研热点。

纳米复合材料是一种新型的聚合物复合材料，具有优异的力学、热学、光学性质和应用前景。

聚乙烯作为一种广泛应用的聚合物材料，具有良好的化学稳定性、机械性能和塑性，但其导电性、热稳定性、力学性能和耐磨性仍需要提高。

本研究将纳米蒙脱土与聚乙烯复合，旨在提高聚乙烯的性能，同时探索复合物的树枝化性能与机理，为制备高性能聚合物复合材料提供一定的理论依据。

二、研究内容及方法1. 研究内容（1）制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合物；（2）探究聚乙烯/蒙脱土纳米复合物的物理化学性质、力学性能、热稳定性和导电性能；（3）研究复合物的树枝化性能和机理。

2. 研究方法（1）采用溶液混合法制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合物；（2）利用XRD、TEM、TGA、DMA、SEM等测试手段对复合物的物理化学性质、力学性能、热稳定性和导电性能进行表征；（3）采用分子动力学模拟等计算手段，探究复合物的树枝化性能和机理。

三、预期成果及意义1. 预期成果（1）成功制备出聚乙烯/蒙脱土纳米复合物；（2）对复合物的物理化学性质、力学性能、热稳定性和导电性能进行全面表征；（3）研究聚乙烯/蒙脱土纳米复合物的树枝化性能和机理。

2. 意义（1）提高了聚乙烯的性能，拓展了其应用范围；（2）为制备高性能聚合物复合材料提供一定的理论依据；（3）研究复合物的树枝化性能和机理，为开发新型聚合物材料提供重要参考。

四、进度安排第一年（1）完成聚乙烯/蒙脱土纳米复合物的制备；（2）探究复合物的物理化学性质、力学性能和热稳定性；（3）开展分子动力学模拟，初步研究复合物的树枝化性能。

第二年（1）完成复合物的导电性能和树枝化性能的表征和研究；（2）继续优化复合物制备方法，提高其性能；（3）进行进一步的研究和探索，撰写论文。

五、参考文献1. 陈盛伦，朱汉城，赵鑫. 聚乙烯/纳米二氧化硅复合材料制备及性能研究[J]. 高分子材料科学与工程, 2020, 36(01):6-11.2. 李荣华，邹永昌，张学军. 聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究[J]. 现代化工, 2017, 37(05):152-154.3. 雷远勇，舒新华. 聚乙烯蒙脱土纳米复合材料的制备和性能[J]. 现代塑料加工应用, 2019, 31(07):37-39.。

尼龙66_蒙脱土纳米复合材料的制备及其电性能

17
在 260℃下共混制样，分别取 OMMT 重量分数为 0.5%，1%，2%，5%与尼龙 66 共混的八个样品。将密炼机中制得的样品取适量后，在平板硫化机中在 260℃下压成薄片状和薄膜状。
表 1 PA66/OMMT 样品配方表
PA66/wt%
OMMT/wt%
PA66
100.0
0.0
PA6699.5/OMMT0.5 PA6699.0/OMMT1 PA6698.0/OMMT2 PA6695.0/OMMT5 OMMT
29.84 23.34
5 % OMMT
234.96
263.51
28.55
3.3 OMMT 对 PA66 的电性能分析图 4 为 PA66 /OMMT 复合材料的表面电阻曲线，
从图中可以看出加入改性蒙脱土后 PA66 的导电性能变差。纯 PA66 的表面电阻为 1013Ω，在加入 OMMT 后，表面电阻值不断的变大，导电性能变差，再加上 PA66 本来就是一种绝缘材料，PA66/OMMT 复合材料的绝缘性能更强。
1.3.3 OMMT 对 PA66 的电性能测定
OMMT 和 PA66 进行表面电阻率测试。表面电阻测试方法采用 ASTM D1331-89(R2001) 与 GB/T 1410-2006 所述的方法。
2 结果与讨论
2.1 X 射线衍射仪(WXRD)分析由图 1 得，PA66/OMMT 复合材料中，MMT 衍射
1 PA66/OMMT 复合材料的制备
1.1 实验部分 1.1.1 实验原料
纳米尼龙（PA66），牌号：PA66 101L，厂家：美国杜邦。
改性蒙脱土（OMMT），牌号：203，厂家：台湾百康纳米科技股份有限公司。

聚乙烯醇基纳米材料蒙脱土改性及咸鸭蛋涂膜保鲜技术研究

聚乙烯醇基纳米材料蒙脱土改性及咸鸭蛋涂膜保鲜技术研究摘要:现阶段食品种类繁多，对于食品的保鲜也逐步提上日程。

相较于一些简单材料对于即食食品的保鲜效果，都不能给完美还原食物最新鲜时的食用状态。

通过研究发现将蒙脱土改性后与聚乙烯醇基纳米材料相结合成复合材料，形成的膜有更好的保鲜特征。

据此本文以咸鸭蛋涂膜保鲜为例，重点阐述这种复合材料对于咸鸭蛋保鲜涂膜技术的应用意义。

这对于一些即食食品的保鲜具有很好的指导作用，也促进高分子复合材料的进一步研发。

关键词：聚乙烯醇基；纳米材料；蒙脱土改性；咸鸭蛋；涂膜保鲜技术引言:聚乙烯醇是一种无毒的，能够被降解，可以隔绝氧气，可以快速成膜的高分子水溶性聚合物，所以在食品包装等领域有着应用广泛。

但由于纯聚乙烯醇在湿度比较高的环境中，阻隔水分子的性能低，而且低耐水性，高透湿性能，这均导致了阻碍纯聚乙烯醇在咸鸭蛋涂膜保鲜的应用和发展。

蒙脱土作为一种“万能添加剂”，经过改性后的性能变得加更优越，其中对于材料来说吸附能力较强，热稳定性较好，分散性能比较高。

蒙脱土改性中主要利用了钠基蒙脱土，因为相比其他改性有更好的热稳定性及较高热湿性能。

正好可以完美弥补纯聚乙烯醇的不足和缺陷。

最后将改性后的蒙脱土应用与聚乙烯醇中，形成这种复合材料，可以将这种水溶液烘干成膜应用到咸鸭蛋涂膜保鲜技术中心，能够为咸鸭蛋涂膜保鲜技术的研究开发和推广应用提供实验基础。

咸鸭蛋腌制该方法可以参照高邮市红太阳食品有限公司现用的腌制工艺。

涂膜材料制备利用溶液插层-流延成膜法制备聚乙烯醇膜和聚乙烯醇基纳米复合膜。

称取适量聚乙烯醇置于水中，在一定温度下进行充分搅拌使其溶解，进行冷区到固定温度，然后将适量聚乙烯醇溶液倒入玻璃平板上，将溶液用玻璃棒涂抹均匀，放在一定温度的烤箱中烘干成膜，从玻璃板上揭下膜样备用。

聚乙烯醇-钠基改性蒙脱土纳米复合膜的制备方法与聚乙烯醇膜的制备方法相似，准确称取一定质量的钠基改性蒙脱土置于适量水中，室温下，使用磁力搅拌器搅拌，保证纳米材料能够散开，然后在室温条件下超声一定时间，目的是得到均匀的钠基改性蒙脱土水溶液；称取一定质量的聚乙烯醇加入到钠基改性蒙脱土中，一定温度下充分搅拌至溶解混匀，冷却至固定温度，依据前述方法流延成膜。

PVAMMT纳米涂层的制备-毕业论文

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要具有独特的层状性质、大的比表面积、层间具有一定的离子交换空间的蒙脱土，加上其含量丰富且价格低廉的特点，早已被用在材料的加工应用当中。

近些年来，常将蒙脱土与聚合物复合，达到制备复合新材料的目的。

聚乙烯醇具有结晶度高、粘接力强、水溶性好且无毒无害等特点，用于制塑料、涂料、合成纤维等，但因其热稳定性较差，利用范围因此受限。

本课题将两者进行复合，制备综合性能优异的蒙脱土/聚乙烯醇复合纳米涂层材料，并研究了其阻燃性、机械性能、阻隔性等等特点。

首先，探讨蒙脱土与聚乙烯醇用量的配比、超声溶解时间、蒙脱土粒度对分散效果的影响。

结果表明所制备出的纳米涂层材料的透明性跟蒙脱土的用量比例有较大关系，与超声分散时间长短影响也有关系。

其次，将制备出的纳米涂层进行XRD测试，分析改善制备工艺后复合涂层材料是否复合预期的结果。

当蒙脱土比例较高且分散时间较短时，所得涂层透明性下降且柔性下降，蒙脱土含量较少时则起不到很好的复合效果。

蒙脱土原料颗粒的粒径对复合的影响也较大，超声时间短未能使两种材料混合充分。

由DSC图谱中可分析得出其中一种EWS蒙脱土与聚乙烯醇之间的微观相容性没有PYY-L 蒙脱土的好。

而且在两种复合涂层薄膜制品的TGA图谱中，两组数据结果都表明两组分含量与实验设置原料投放比例大致相同，说明本实验设置的配比没问题，且两原料之间混合的程度正是实验预期期待的结果。

在拉伸实验和阻燃性实验中，基材经过本实验制备而成的复合纳米涂层材料涂覆后，有明显的阻燃性和抗拉伸性的提高。

最后，将改善后的复合纳米涂层材料进行性能测试：当蒙脱土与聚乙烯醇的用量比为1：1、溶解蒙脱土前用玛瑙研钵研制、各分散时间延长致45分钟时，复合而成的纳米涂层具有较高的阻燃性、良好的透明性和阻隔性，与基材复合后还能增强基材的机械性能等特点。

结果表明：其中的聚乙烯醇是缠绕在蒙脱土层状结构中，复合烘干后蒙脱土层状物质中穿插着众多有机物质，又保持着良好的空间结构，并且蒙脱土纳米结构还能与有机物质产生一定的交联，从而展现出优异的综合性能。