原位聚合制备结构稳定的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料

摘要

聚烯烃是一种量大面广的通用高分子材料。聚烯烃树脂为非极性聚合物，一般难于利用极性的无机材料进行改性，限制了其在高新材料领域的应用。蒙脱土是一种高径厚比的层状硅酸盐，聚烯烃与蒙脱土复合时存在两方面的问题，一方面，聚烯烃和蒙脱土的相容性很差；另一方面，聚烯烃/蒙脱土纳米填充体系属于热力学不稳定体系。原位聚合是一种非常有效的聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料的制备方法，它通过烯烃单体在蒙脱土层间聚合，利用反应释放出的大量聚合热及形成聚合物链的膨胀作用将蒙脱土片层剥离，进而无规分散于聚烯烃基体中。单体原位聚合方法[1,2]可以很容易制备出剥离型聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料，但这种纳米复合材料相结构稳定性较差，在加工时的高温和剪切条件下蒙脱土纳米片层重新聚集[3]。本文将茂金属Et[Ind]2ZrCl2 负载于有机改性的蒙脱土上，用这种负载的催化剂催化乙烯单体原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料，同时，在聚乙烯基体大分子链上引入一定种类、一定数量的极性功能基团，增加聚乙烯基体的极性，改善聚乙烯与蒙脱土纳米片层之间的界面粘接，从而达到稳定纳米结构的目的。