纳米蒙脱土插层聚合尼龙阻隔包装材料——超分散吸氧型有机化蒙脱土的研究

摘要

本文根据尼龙6/纳米蒙脱土原位复合连续聚合工程对悬浮性、分散性、白度、阻隔性等的特殊要求，以钠基蒙脱土为主要原料，参照美国有机化蒙脱土(NOMMT)、国产有机化蒙脱土(COMMT)数据为对比，用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等为插层剂，考察了超分散有机蒙脱土制备的影响因素。 工艺上对比研究了机械搅拌、超声波振荡、机械搅拌与超声波振荡组合的方式及反应时间对插层效果的影响，获得了比较好的工艺路线和条件。优化实验制得有机交换率高于90％超分散有机蒙脱土，其层间距为3.13nm，大于美国进口有机化蒙脱土(2.6nm)和国产有机化蒙脱土(1.6nm)的层间距。 采用悬浮实验等方法筛选出适合于尼龙6/纳米蒙脱土原位复合连续聚合的专用蒙脱土配合体系，成功解决了工业化生产中蒙脱土在己内酰胺中易沉降的难题。 根据项目对阻隔性的更高要求，设计了高阻隔尼龙膜用吸氧型纳米蒙脱土的结构模型，制订了可行的制备路线，将吸氧剂附载到蒙脱土上，并用XRD、SEM、小角激光等表征了其微观结构，层间距高达4.1nm，比表面积高达1586.42m<'2>/kg，提高接近8倍。中位径由17.29μm下降到1.53μm，比美国土小3倍宏观物性测试达到了国家工业化标准，聚合实验结果表明该新型蒙脱土还具有很好的聚合特性，聚合产品白度高，转换率高的特点，解决了现有研究工作中蒙脱土影响尼龙聚合的问题。用纳米蒙脱土为钝化阻隔层，吸氧剂为活化剂，二者起协同作用，可使PA6的阻隔性大大提高。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

引言

1.1蒙脱土的应用及研究现状

1.1.1蒙脱土的概念

1.1.2蒙脱土的性质

1.1.3蒙脱土的深加工技术

1.1.4蒙脱土在聚合物中的应用

1.2问题分析及结构模型设计

第二章实验原料及设备

2.1实验原料

2.2主要实验设备

第三章超分散蒙脱土制备与分析

3.1.超分散有机化蒙脱土制备过程

3.1.1超分散有机化蒙脱土制备工艺

3.1.2有机化实验研究方案

3.2超分散有机蒙脱土化学分析方法

3.2.1超分散有机化蒙脱土交换率的测定方法

3.2.2有机蒙脱土中有机物含量的测定方法

3.3超分散有机化蒙脱土工艺影响因素探讨

3.3.1插层处理条件研究

3.3.2正交实验与讨论

3.3.3超分散有机化蒙脱土宏观物性测定与讨论

3.3.4超分散有机蒙脱土的结构表征与测定分析

3.4本章小结

第四章新型吸氧有机蒙脱土工艺设计与制备

4.1吸氧型有机蒙脱土的制备过程

4.2吸氧型有机化蒙脱土的工艺及工艺条件的分析比较

4.2.1蒙脱土在水中的粒径分布变化

4.2.2蒙脱土在己内酰胺中的粒径分布比较

4.3本章小结

第五章尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的初探

5.1实验内容

5.1.1蒙脱土在熔融己内酰胺中的沉降实验

5.1.2尼龙6/OMMT纳米复合材料的初步制备研究

5.2实验结果分析与讨论

5.2.1蒙脱土在熔融己内酰胺中的沉降实验分析

5.2.2阻隔性尼龙6/蒙脱土纳米复合材料实验结果与分析

5.3本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间发表的论文