高密度聚乙烯_蒙脱土复合材料的制备及性能的研究
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AG=△H.T△S。
由于马来酸酐上的羧基和蒙脱土上的胺基相互作用使A G<0,同时极性的
高密度聚乙烯/蒙脱土复合材料的制备及性能的研究
作者:曲静波
学位授予单位:青岛科技大学
1.柯扬船.皮特·斯壮聚合物--无机纳米复合材料 2002
2.刘吉平.郝向阳纳米科学与技术 2001
3.都有为超微颗粒的物理特性[期刊论文]-材料导报 1992(5)
18.王旭膨润土的有机化及其产品应用 2000(05)
19.陈德芳.王重.李运康有机膨润土的性能与结构关系的研究[期刊论文]-西安交通大学学报 2000(8)
20.王重.谢士光有机膨润土的制备 1998(02)
21.徐传云蒙脱石-十八烷基三甲基胺络合物的合成与特性研究[期刊论文]-矿产综合利用 1997(4)
28.T Agag.T Koga.T Takejchi Studies on thermal and mechanical properties of polyimide-clay nanocomposites 2001
29.X Kornmann.H Lindberg.L A Berglund Synthesis of epoxy-clay nanocomposites: influence of the nature of the clay on structure[外文期刊] 2001
24.E Reynaud.T Jouen Nanofillers in polymeric matrix: a study on silica reinforced PA6[外文期刊] 2001
25.Masami Okamoto.Satoshi Morita Synthesis and structure of smectic clay/poly(methyl-methacrylate) and clay/polystyrene nanocomposites via in situ intercalative polymerization 2000
46.吴人Fra Baidu bibliotek现代分析技术 1987
47.Cho J W.Paul D R Nylon 6 nanocomposites by melt compounding[外文期刊] 2001
48.Usuki A.Kojima Y.Kawasumi M查看详情 1990
49.Masaya Kawasumi.Naoki Hasegawa Preparation and Mechanical Properties of Polypropylene-Clay Hybrids[外文期刊] 1997
50.Founes T D.Yoon P J.Keskkula H Nylon 6 nanocomposites: the effect of matrix molecular weight[外文期刊] 2001
51.Tie Lan.Padmananda D Kaviratna Mechanism of Clay Tactoid Exfoliation in Epoxy-Clay Nanocomposites 1994(11)
4.Birriiner R.Gleiter H Structure of Nanocomposites 1984
5.张立德.牟季美纳米材料和纳米结构 2001
6.Okada A.Kawasumi M.Kurauchi T查看详情 1987
7.Giannelis E P Polymer Layered Silicate Nanocomposites 1996
10.Moet A.Akelah A Polymer-clay nanocomposites: polystyrene grafted onto montmorillonite interlayers 1993
11.Kato C查看详情 1989
12.Aranda P.Ruiz_Hitzky E Poly(ethylene oxide)-silicate intercalation materials 1992
22.罗惠萍.陈健有机蒙脱石复合物改性机理的研究 1989(08)
23.M Okarnoto.S Morita.T Kotaka Dispersed structure and ionic conductivity of smectic clay/polymer nanocomposites[外文期刊] 2001
30.T K Chen.Y I Tien.K H Wei Synthesis and characterization of novel segmented polyurethane/clay nanocomposites 2000
31.Jun-Chao Huang.Zi-Kang Zhu.Jie Yin.Xue-Feng Qian Poly(etherimide)/montmorillonite nanocomposites prepared by melt
36.舒文艺功能性聚烯烃的开发现状[期刊论文]-塑料 1995(4)
37.漆宗能.马永梅.张世民.张泽源.岳群纳米塑料[期刊论文]-石化技术与应用 2001(5)
38.张国耀.易国祯.吴立衡.徐翔.宋青.杨宇.金剑.钟淑芳.漆宗能聚对苯二甲酸乙二酯/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能[期刊论文]-高分子学报 1999(3)
33.陈光明.沈德言.陈士娟.漆宗能聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构(Ⅱ) --红外二向色性研究[期刊论文]-高等学校化学学报 2000(4)
34.徐卫兵.何平笙环氧树脂/蒙脱土/咪唑纳米复合材料固化行为的研究[期刊论文]-高分子学报 2001(5)
35.陈文.徐庆.袁润章.任海兰.岳勇.叶朝辉聚合物·锂改性蒙脱石复合材料离子迁移[期刊论文]-物理化学学报 1999(8)
39.陈光明.漆宗能聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构(Ⅰ)--广角X射线衍射与透射电镜研究[期刊论文]-高等学校化学学报 1999(12)
40.马永梅.漆宗能聚合物/层状无机物纳米复合材料[期刊论文]-塑料 2001(6)
41.刘晓辉.范家起.李强.朱晓光.漆宗能聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料Ⅰ .制备、表征及动态力学性能[期刊论文]-高分子学报 2000(5)
熔融插层法制备高密度聚乙烯/蒙脱土复合材料性能的研究
材料。
3.2.1l HDPE/MMT复合材料的扫描电镜(SEM)分析
MMT粒子在HDPE基体中的分布情况可以从材料的冲击断面的扫描电镜图像中观察到,下面即是纯的HDPE与加入不同MMT的HDPE以及加入PE.g.MAH的HDPE/MMT复合材料的缺口断面扫描电镜图。
15.漆宗能.王佛松.马永梅.陈光明查看详情
16.漆宗能.王佛松.马永梅.陈光明.张树范查看详情
17.Gilman Jeffrey W.L Catheryn Flammabili Properties of Polymer Layered-silicate Nanocomposites Polypropylene and Polystrrene Nano- composites 2000
(b)HDPE/Na—MMT
(c)HDPE/MMTA(d)rmPF孙IMTB
48
青岛科技大学研究生论文
(e)HDPE/PE-g-M^舯nlT
图3-21HDPE和HDPE/MMT复合材料的扫描电镜照片
Fig.3-21SEM ofHDPE and HDPE/MMT composite
从SEM图中我们可以观察到纯的HDPE试样的缺口冲击断面与其它的加入hn盯的复合材料相比断口形貌有一定的差别,这也是为什么HDPE加入MMT 之后,材料的冲击强度会下降的主要原因,纯的HDPE为韧性断裂,所以冲击性能较好,但当加入MMT之后,这些无机粒子的加入使材料在受到冲击力时表现为脆性断裂,即基质与MMT之间的界面结合力不强,在拉伸与弯曲过程中,由于应力是比较缓慢和均匀的,所以少量的MMT可以在材料中起到交联点的作用,所以HDPE在加入MMT之后会出现拉伸强度与弯曲强度增强而冲击强度下降的情况。所以,在材料当中加入适当的相容剂是十分有必要的。从图片3-21(b)中可以清晰的看到蒙脱土在HDPE中以致密的结构存在,并没有剥离;在图3.21(c)、3-21(d)中我们可以看到,MMT的片层已经开始在一定程度上剥离,片层尺寸比3.21(b)中的明显要小,说明经过有机改性的蒙脱土的片层间距变大,且开始破碎为小的片层结构:在图3.21(e)中更清晰的看到蒙脱土的片层更小且更加分散,也存在一定的插层结构,但与基体之间的结合情况已经明显改善,不像图3.21(b)中还可以看到MMT与HDPE之间的小空隙。这些结论与XRD的结果很好地吻合。这就说明高密度聚乙烯链上接枝马来酸酐之后的确提高了高密度聚乙烯的极性,从而使带有部分极性的高密度聚乙烯链进入蒙脱土的片层间。这种结论也可以用热力学原理来说明,根据热力学原理,纳米复合材料形成过程中必须使过程的自由能变化小于零,即:
52.Yang Y.Zhu ZK.Yin J.Wang XY,Qi ZN Preparation and properties of hybrids of organo-soluble polyimide and montmorillonite with various chemical surface modification methods 1999
26.赵竹第.李强.欧玉春.漆宗能.王佛松尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备,结构与力学性能的研究[期刊论文]-高分子学报 1997(5)
27.J S Shelley.P T Mather.K L Devries Reinforcement and environmental degradation of nylon-6/clay nanocomposites[外文期刊] 2001
8.Wang M S.PinnavaiaT J Clay-Polymer Nanocomposites Formed from Acidic Derivatives of Montmorillonite and an Epoxy Resin 1994
9.Usuki A.Kawasumi M.Kojima Y Swelling behavior of montmorillonite cation exchanged for v-amino acids by ecaprolactam 1993
42.张径.杨玉昆插层法悬浮聚合制PMMA蒙脱土纳米复合材料[期刊论文]-高分子学报 2001(1)
43.徐卫兵.戈明亮.何平笙聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能[期刊论文]-中国塑料 2000(11)
44.梁国栋.徐卫兵聚乙烯/接枝物/蒙脱土纳米复合材料制备和性能 2002(01)
45.Vaia R A.Vasudevan S.Krawiec W New polymer electrolyte nanocomposites: Melt intercalation of poly(ethylene oxide) in mica-type silicates 1995(02)
13.Vaia R A.Jandt K D.Kramer E J Kinetics of Polymer Melt Intercalation 1995
14.Vaia R A.Giannelis E P Polymer Melt Intercalation in Organically-Modified Layered Silicates: Model Predictions and Experiment 1997
intercalation: morphology, solvent resistance properties and thermal properties 2001
32.A Shin S Y.C Simon L.B P Soares J Polyethylene-clay hybrid nanocomposites: in situ polymerization using bifunctional organic modifiers[外文期刊] 2003
由于马来酸酐上的羧基和蒙脱土上的胺基相互作用使A G<0,同时极性的
高密度聚乙烯/蒙脱土复合材料的制备及性能的研究
作者:曲静波
学位授予单位:青岛科技大学
1.柯扬船.皮特·斯壮聚合物--无机纳米复合材料 2002
2.刘吉平.郝向阳纳米科学与技术 2001
3.都有为超微颗粒的物理特性[期刊论文]-材料导报 1992(5)
18.王旭膨润土的有机化及其产品应用 2000(05)
19.陈德芳.王重.李运康有机膨润土的性能与结构关系的研究[期刊论文]-西安交通大学学报 2000(8)
20.王重.谢士光有机膨润土的制备 1998(02)
21.徐传云蒙脱石-十八烷基三甲基胺络合物的合成与特性研究[期刊论文]-矿产综合利用 1997(4)
28.T Agag.T Koga.T Takejchi Studies on thermal and mechanical properties of polyimide-clay nanocomposites 2001
29.X Kornmann.H Lindberg.L A Berglund Synthesis of epoxy-clay nanocomposites: influence of the nature of the clay on structure[外文期刊] 2001
24.E Reynaud.T Jouen Nanofillers in polymeric matrix: a study on silica reinforced PA6[外文期刊] 2001
25.Masami Okamoto.Satoshi Morita Synthesis and structure of smectic clay/poly(methyl-methacrylate) and clay/polystyrene nanocomposites via in situ intercalative polymerization 2000
46.吴人Fra Baidu bibliotek现代分析技术 1987
47.Cho J W.Paul D R Nylon 6 nanocomposites by melt compounding[外文期刊] 2001
48.Usuki A.Kojima Y.Kawasumi M查看详情 1990
49.Masaya Kawasumi.Naoki Hasegawa Preparation and Mechanical Properties of Polypropylene-Clay Hybrids[外文期刊] 1997
50.Founes T D.Yoon P J.Keskkula H Nylon 6 nanocomposites: the effect of matrix molecular weight[外文期刊] 2001
51.Tie Lan.Padmananda D Kaviratna Mechanism of Clay Tactoid Exfoliation in Epoxy-Clay Nanocomposites 1994(11)
4.Birriiner R.Gleiter H Structure of Nanocomposites 1984
5.张立德.牟季美纳米材料和纳米结构 2001
6.Okada A.Kawasumi M.Kurauchi T查看详情 1987
7.Giannelis E P Polymer Layered Silicate Nanocomposites 1996
10.Moet A.Akelah A Polymer-clay nanocomposites: polystyrene grafted onto montmorillonite interlayers 1993
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22.罗惠萍.陈健有机蒙脱石复合物改性机理的研究 1989(08)
23.M Okarnoto.S Morita.T Kotaka Dispersed structure and ionic conductivity of smectic clay/polymer nanocomposites[外文期刊] 2001
30.T K Chen.Y I Tien.K H Wei Synthesis and characterization of novel segmented polyurethane/clay nanocomposites 2000
31.Jun-Chao Huang.Zi-Kang Zhu.Jie Yin.Xue-Feng Qian Poly(etherimide)/montmorillonite nanocomposites prepared by melt
36.舒文艺功能性聚烯烃的开发现状[期刊论文]-塑料 1995(4)
37.漆宗能.马永梅.张世民.张泽源.岳群纳米塑料[期刊论文]-石化技术与应用 2001(5)
38.张国耀.易国祯.吴立衡.徐翔.宋青.杨宇.金剑.钟淑芳.漆宗能聚对苯二甲酸乙二酯/蒙脱土纳米复合材料的制备和性能[期刊论文]-高分子学报 1999(3)
33.陈光明.沈德言.陈士娟.漆宗能聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构(Ⅱ) --红外二向色性研究[期刊论文]-高等学校化学学报 2000(4)
34.徐卫兵.何平笙环氧树脂/蒙脱土/咪唑纳米复合材料固化行为的研究[期刊论文]-高分子学报 2001(5)
35.陈文.徐庆.袁润章.任海兰.岳勇.叶朝辉聚合物·锂改性蒙脱石复合材料离子迁移[期刊论文]-物理化学学报 1999(8)
39.陈光明.漆宗能聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料中的剪切诱导有序结构(Ⅰ)--广角X射线衍射与透射电镜研究[期刊论文]-高等学校化学学报 1999(12)
40.马永梅.漆宗能聚合物/层状无机物纳米复合材料[期刊论文]-塑料 2001(6)
41.刘晓辉.范家起.李强.朱晓光.漆宗能聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料Ⅰ .制备、表征及动态力学性能[期刊论文]-高分子学报 2000(5)
熔融插层法制备高密度聚乙烯/蒙脱土复合材料性能的研究
材料。
3.2.1l HDPE/MMT复合材料的扫描电镜(SEM)分析
MMT粒子在HDPE基体中的分布情况可以从材料的冲击断面的扫描电镜图像中观察到,下面即是纯的HDPE与加入不同MMT的HDPE以及加入PE.g.MAH的HDPE/MMT复合材料的缺口断面扫描电镜图。
15.漆宗能.王佛松.马永梅.陈光明查看详情
16.漆宗能.王佛松.马永梅.陈光明.张树范查看详情
17.Gilman Jeffrey W.L Catheryn Flammabili Properties of Polymer Layered-silicate Nanocomposites Polypropylene and Polystrrene Nano- composites 2000
(b)HDPE/Na—MMT
(c)HDPE/MMTA(d)rmPF孙IMTB
48
青岛科技大学研究生论文
(e)HDPE/PE-g-M^舯nlT
图3-21HDPE和HDPE/MMT复合材料的扫描电镜照片
Fig.3-21SEM ofHDPE and HDPE/MMT composite
从SEM图中我们可以观察到纯的HDPE试样的缺口冲击断面与其它的加入hn盯的复合材料相比断口形貌有一定的差别,这也是为什么HDPE加入MMT 之后,材料的冲击强度会下降的主要原因,纯的HDPE为韧性断裂,所以冲击性能较好,但当加入MMT之后,这些无机粒子的加入使材料在受到冲击力时表现为脆性断裂,即基质与MMT之间的界面结合力不强,在拉伸与弯曲过程中,由于应力是比较缓慢和均匀的,所以少量的MMT可以在材料中起到交联点的作用,所以HDPE在加入MMT之后会出现拉伸强度与弯曲强度增强而冲击强度下降的情况。所以,在材料当中加入适当的相容剂是十分有必要的。从图片3-21(b)中可以清晰的看到蒙脱土在HDPE中以致密的结构存在,并没有剥离;在图3.21(c)、3-21(d)中我们可以看到,MMT的片层已经开始在一定程度上剥离,片层尺寸比3.21(b)中的明显要小,说明经过有机改性的蒙脱土的片层间距变大,且开始破碎为小的片层结构:在图3.21(e)中更清晰的看到蒙脱土的片层更小且更加分散,也存在一定的插层结构,但与基体之间的结合情况已经明显改善,不像图3.21(b)中还可以看到MMT与HDPE之间的小空隙。这些结论与XRD的结果很好地吻合。这就说明高密度聚乙烯链上接枝马来酸酐之后的确提高了高密度聚乙烯的极性,从而使带有部分极性的高密度聚乙烯链进入蒙脱土的片层间。这种结论也可以用热力学原理来说明,根据热力学原理,纳米复合材料形成过程中必须使过程的自由能变化小于零,即:
52.Yang Y.Zhu ZK.Yin J.Wang XY,Qi ZN Preparation and properties of hybrids of organo-soluble polyimide and montmorillonite with various chemical surface modification methods 1999
26.赵竹第.李强.欧玉春.漆宗能.王佛松尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备,结构与力学性能的研究[期刊论文]-高分子学报 1997(5)
27.J S Shelley.P T Mather.K L Devries Reinforcement and environmental degradation of nylon-6/clay nanocomposites[外文期刊] 2001
8.Wang M S.PinnavaiaT J Clay-Polymer Nanocomposites Formed from Acidic Derivatives of Montmorillonite and an Epoxy Resin 1994
9.Usuki A.Kawasumi M.Kojima Y Swelling behavior of montmorillonite cation exchanged for v-amino acids by ecaprolactam 1993
42.张径.杨玉昆插层法悬浮聚合制PMMA蒙脱土纳米复合材料[期刊论文]-高分子学报 2001(1)
43.徐卫兵.戈明亮.何平笙聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能[期刊论文]-中国塑料 2000(11)
44.梁国栋.徐卫兵聚乙烯/接枝物/蒙脱土纳米复合材料制备和性能 2002(01)
45.Vaia R A.Vasudevan S.Krawiec W New polymer electrolyte nanocomposites: Melt intercalation of poly(ethylene oxide) in mica-type silicates 1995(02)
13.Vaia R A.Jandt K D.Kramer E J Kinetics of Polymer Melt Intercalation 1995
14.Vaia R A.Giannelis E P Polymer Melt Intercalation in Organically-Modified Layered Silicates: Model Predictions and Experiment 1997
intercalation: morphology, solvent resistance properties and thermal properties 2001
32.A Shin S Y.C Simon L.B P Soares J Polyethylene-clay hybrid nanocomposites: in situ polymerization using bifunctional organic modifiers[外文期刊] 2003