超细蒙脱土的机械化学制备及其在复合材料中的应用

摘要

本文以钠基蒙脱土(Na-MMT)为研究对象,采用XRD、SEM、FT-IR等现代表征手段,系统地研究了球磨作用下钠基蒙脱土结构与性质的变化规律,考察了球磨时间、球磨分散介质、球型和改性剂烷基季铵盐对其结构和性质的影响；研究了在机械球磨和季铵盐的协同作用下制取蒙脱土/磺化聚醚醚酮复合材料时,钠基蒙脱土在复合材料中的分布情况与复合材料性能之间的关系。主要研究内容及结论如下:
　　 (1)适宜的球磨时间,球型、固含量和球磨转速能够提高机械球磨效率。实验得知:最佳的球磨时间为5h、最佳的固含量为2g蒙脱土/50mL N,N-二甲基酰胺(DMF)、最佳中小磨球质量比为85:40、最佳转速为500rpm。
　　 (2)XRD分析和SEM分析都表明,选用DMF作为球磨分散剂,能对季铵盐充分溶解,在机械球磨时能对Na-MMT进行有效分散,增强对钠基蒙脱土的剥离效果。
　　 (3)XRD分析和SEM分析都表明十二烷基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵Na-MM工具有插层剥离作用。要达到同样的剥离效果选用十六烷基三甲基溴化铵则可以减少插层剂的使用量。
　　 (4)钠基蒙脱土能够显著改善磺化聚醚醚酮的热稳定性能,同时用表面活性剂改性的钠基蒙脱土可以使磺化聚醚醚酮的热稳定性更优异、改善磺化聚醚醚酮膜材料的力学性能。