聚砜酰胺/粘土纳米复合材料的研究

摘要

最近,聚合物/粘土纳米复合材料因表现出许多优异的性能已引起了人们的极大兴趣.粘土片层的厚度一般在100nm以下,当它们以单个的片层均匀分散于聚合物基体中,复合材料就可能具有许多新的性能,而且也可提高其原有的性能.现在研究较多的是片状粘土,尤其是钠基蒙脱土(Na-Mont).在本论文中,用三种有机物对钠基蒙脱土进行有机化处理,使其成为有机蒙脱土.改性在80℃、4个小时就可以使有机物与粘土之间的离子进行了充分交换.X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和热重分析(TGA)表明有机阳离子已同钠离子发生离子交换作用,导致层间距扩大.最终表明用12-氨基酸改性的有机土在DMAC中溶解较好.用溶液法制备聚砜酰胺/粘土纳米复合材料,并研究了聚砜酰胺粘度对形成的复合材料结构的影响.用单体原位插层聚合方法制备出了聚砜酰胺/粘土纳米复合材料,并研究了粘土的含量对形成的复合材料结构的影响.对聚砜酰胺/粘土纳米纤维进行纺丝,研究了DMAC浓度、纺丝速度、喷丝头拉伸比以及热牵伸温度对纤维强度和性能的影响.XRD和TEM表明:粘土均匀分散在聚砜酰胺基体里,形成了剥离型纳米复合材料,DSC和TG图象看出:聚砜酰胺在427.5℃温度下发生开始分解,形成的插层型纳米复合材料在437.1℃处开始发生分解,而形成的剥离型纳米复合材料在450.2℃处开始发生分解.说明粘土的加入,使形成的纳米复合材料比聚砜酰胺的分解温度提高了22℃;通过力学测试,所形成的纳米纤维其强度比原有聚砜酰胺提高了24﹪,达到了3.35 cn/dtex.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1引言

1.2纳米复合材料

1.2.1纳米复合材料的概述

1.2.2纳米复合材料的分类

1.3聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料

1.3.1层状硅酸盐的结构特征与有机化

1.3.2 PLS纳米复合材料的结构特点

1.3.3 PLS纳米复合材料的制备方法

1.3.4 PLS纳米复合材料的性能

1.4聚酰胺/粘土纳米复合材料的研究现状

1.5本课题立题依据与研究内容

第二章有机蒙脱土的制备与表征

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验原料与试剂

2.2.2试剂配制

2.2.3粘土的提纯

2.2.4阳离子交换量与蒙脱土含量的测定方法

2.2.5有机蒙脱土的制备

2.3结果与讨论

2.3.1阳离子交换量和蒙脱土含量的测量

2.3.2有机粘土的制备结果分析

2.4本章小节

第三章溶液法制备PSA/粘土纳米复合材料

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验原料与试剂

3.2.2实验装置与仪器

3.2.3聚砜酰胺/粘土纳米复合材料的制备

3.2.4粘度法测定聚合物分子量的实验

3.2.5产物的结构表征及性能测试

3.3实验结果与讨论

3.3.1溶液法制备PSA/粘土纳米复合材料的原理

3.3.2 PSA/OMMT纳米复合材料的表征

3.3.3粘度法测定聚合物的分子量的实验记录

3.3.4溶液法制备PSA/粘土纳米复合材料的热力学机理

3.4本章小节

第四章单体原位插层制备PSA/粘土纳米复合材料

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验原料与试剂

4.2.2实验装置与仪器

4.2.3聚砜酰胺的制备

4.2.4原位插层法制备PSA/粘土纳米复合材料

4.2.5产物的结构表征及性能测试

4.3实验结果与讨论

4.3.1原位插层法制备PSA/粘土纳米复合材料的原理

4.3.2影响聚砜酰胺缩聚的因素

4.3.3 PSA/粘土纳米复合材料的表征

4.3.4影响PSA/粘土纳米复合材料结构的因素

4.4本章小节

第五章PSA/粘土纳米复合材料的纺丝研究

5.1引言

5.2纺丝方法的确定

5.3纺丝机理

5.3.1凝固机理

5.3.2拉伸机理

5.4纺丝实验

5.4.1纺丝工艺流程

5.4.2湿法纺丝工艺参数的探索

5.4.3纤维性能的测试与表征

5.5结果与讨论

5.5.1挤出速度对丝强度的影响

5.5.2凝固浴中DMAC浓度的影响

5.5.3塑性牵伸与热牵伸的影响

5.5.4纤维性能的测试与表征

5.6本章小节

第六章全文结论

参考文献

硕士期间发表论文与申请的专利

致谢

论文说明