悬浮聚合PMMA/MMT复合材料的制备及表征

摘要

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是丙烯酸酯类聚合物中的重要一员。由于PMMA具有优良的物理及化学性能，因而已成为国民经济各部门中得到广泛应用的塑料产品之一，悬浮聚合制备的PMMA则广泛用做牙托粉、造牙粉等口腔修复材料。但PMMA仍然因为弯曲强度低、表面硬度低、耐磨性差等而不能完全满足口腔材料要求，如何改善PMMA的性能成为研究热点。自Okada等合成尼龙6/层状硅酸盐纳米复合材料以来，采用层状硅酸盐插层复合增强聚合物也引起研究工作者的广泛关注。 本论文采用不同插层剂处理蒙脱土(MMT)，与MMA插层后，采用原位悬浮聚合法制备了PMMA/MMT复合材料。采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)研究复合材料的微观结构，傅立叶变换红外光谱(FT-IR)表征PMMA与MMT的相互作用：并详细讨论了各种制备条件对复合物中PMMA分子量及其分布、复合物形貌与粒径、复合材料机械性能及热性能的影响。 实验结果表明，使用十二胺(12CNH)和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(HADC)处理MMT时，悬浮聚合可以成功制备PMMA/MMT纳米复合材料，其中P-12CNH为插层-剥离混合型纳米复合材料，而P-HADC为插层型纳米复合材料，但P-HADC中PMMA与MMT之间的相互作用最强。MMT片层的存在对PMMA的分子量、复合物形貌及粒径产生影响，但不影响自由基聚合中反应条件对PMMA分子量影响的一般规律。MMT片层的存在对复合材料的机械性能和热性能产生积极的影响，PMMA/MMT复合材料的宏观性能受其微观结构和PMMA与MMT相互作用强度的约束。本论文所制备的复合材料中，P-HADC的机械性能和热性能最佳。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2 PMMA简介

1.2.1 PMMA的聚合方法

1.2.2 PMMA的主要性能

1.2.3 PMMA的主要用途

1.2.4 PMMA的改性方法

1.3聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料

1.3.1蒙脱土简介

1.3.2聚合物／蒙脱土复合体系的结构类型

1.3.3聚合物插层材料的制备科学

1.3.4插层热力学与动力学分析

1.3.5聚合物／MMT纳米复合材料的性能

1.4本论文的研究目的和意义

第二章 悬浮聚合PMMA/MMT复合材料的制备

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1主要原料及仪器设备

2.2.2 HADC的合成

2.2.3 MMT的有机化

2.2.4 MMA的提纯

2.2.5 PMMA／MMT复合材料的制备

2.2.6 PMMA/MMT复合物抽提实验

2.3测试与表征

2.3.1 X-射线衍射(XRD)分析

2.3.2热重(TG)分析

2.3.3透射电子显微镜(TEM)观测

2.3.4红外光谱(FT-IR)分析

2.3.5 PMMA分子量及其分布的测定

2.3.6 PMMA/MMT复合物形貌观测及粒径测试

2.4结果与讨论

2.4.1 MMT的有机化

2.4.2 PMMA／MMT复合材料的结构表征

2.4.3复合物中PMMA分子量及其分布和复合物形貌及粒径的表征

2.5本章小结

第三章 PMMA/MMT复合材料的性能表征

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1主要原料及仪器设备

3.2.2 HADC的合成

3.2.3 MMT的有机化

3.2.4 MMA的提纯

3.2.5 PMMA／MMT复合材料的制备

3.2.6复合材料力学试样的制备

3.3测试与表征

3.3.1力学性能测试

3.3.2扫描电子显微镜(SEM)观察

3.3.3硬度测试

3.3.4热重(TG)分析

3.3.5差示扫描量热(DSC)分析

3.4结果与讨论

3.4.1 PMMA/MMT复合材料的机械性能

3.4.2 PMMA/MMT复合材料的热性能

3.5本章小结

全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢