有机化改性蒙脱土的制备及其在聚合物中的应用

摘要

蒙脱土(MMT)是一种层状结构的硅酸盐，具有优异的力学性能、热学性能和气体阻隔性能，广泛应用于制备聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料。但未经改性的MMT层间距较小，与聚合物的亲和性较差，必须对其进行插层改性，才能拓宽其应用领域。
　　利用环氧树脂(EP)改性天然蒙脱土制备了有机化蒙脱土(OMMT)。采用XRD、FT-IR等对OMMT进行了表征，研究了EP用量、MMT的层间距对OMMT层间距的影响，并采用TGA研究了OMMT的热性能。经EP改性的OMMT层间距明显增加，且随EP用量增加层间距增大。OMMT失重10wt％时的热降解温度高达380℃，热稳定性好。另外，对EP改性MMT的机理进行了探讨。
　　通过熔融插层法制备PA6/OMMT纳米复合物。研究了OMMT用量、PA6分子量对PA6/OMMT纳米复合物力学性能和热性能的影响，并利用DSC、TEM、XRD研究了PA6/OMMT的熔融结晶行为和微观形貌。随OMMT含量增加，PA6/OMMT纳米复合物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、热变形温度增加，冲击强度变化不大。EP改性的OMMT可改善PA6的热稳定性。在PA6结晶过程中OMMT可起异相成核作用，并促进PA6形成γ晶型，但随OMMT含量增加，结晶总速率下降。当OMMT用量为5wt％时，PA6/OMMT纳米复合物中OMMT分散较好。PA6分子量越大，OMMT分散越好。
　　通过熔融插层法制备PP/OMMT和PC/OMMT纳米复合物。研究了OMMT用量对PP/OMMT和PC/OMMT纳米复合物的力学性能和热性能的影响，采用XRD和TEM对材料的形貌进行了分析。随OMMT含量增加，PP/OMMT纳米复合物和PC/OMMT纳米复合物的拉伸强度、弹性模量先增加后减小，PP/OMMT纳米复合物和PC/OMMT纳米复合物的弯曲强度、弯曲模量、热变形温度增加。EP改性的OMMT在聚合物中有良好的分散性能，可改善聚合物材料的热性能。

目录

声明

摘要

第1章 前言

第2章 文献综述

2．1 蒙脱土

2．1．1 蒙脱土的结构

2．1．2 有机化改性蒙脱土

2．2 聚合物／MMT纳米复合材料

2．2．1 聚合物／MMT纳米复合材料概述

2．2．2 聚合物／MMT纳米复合材料的制备

2．2．4 聚合物／MMT纳米复合材料的性能及其应用

2．3 本文研究的目的及内容

第3章 有机化改性蒙脱土的制备与表征

3．1 实验部分

3．1．1 主要原料

3．1．2 主要设备及仪器

3．1．3 试样制备

3．1．4 结构表征

3．2 结果和讨论

3．2．1 EP改性MMT的制备与表征

3．2．2 EP用量对MMT改性效果的影响

3．2．3 MMT的原始层间距对改性效果的影响

3．2．4 EP改性OMMT的热失重行为

2．2．5 EP改性MMT的机理

3．3 小结

第4章 PA6／OMMT纳米复合物的制备及性能

4．1 实验部分

4．1．1 主要原料

4．1．2 主要设备及仪器

4．1．3 试样制备

4．2 结果和讨论

4．2．1 OMMT用量对PA6／OMMT纳米复合物性能的影响

4．2．2 PA6分子量对PA6／OMMT纳米复合物性能的影响

4．2．3 PA6／OMMT纳米复合材料的熔融结晶行为

4．2．4 PA6／OMMT纳米复合材料的形貌

4．3 小结

第5章 PP／OMMT纳米复合物的制备及性能

5．1 实验部分

5．1．1 主要原料

5．1．2 主要设备及仪器

5．1．3 试样制备

5．1．4 结构表征及性能测试

5．2 结果和讨论

5．2．1 OMMT用量对PP／OMMT纳米复合物性能的影响

5．2．2 PP／OMMT纳米复合材料的形貌

5．3 小结

第6章 PC／OMMT纳米复合物的制备及性能

6．1 实验部分

6．1．1 主要原料

6．1．2 主要设备及仪器

6．1．3 试样制备

6．1．4 结构表征及性能测试

6．2 结果和讨论

6．2．1 OMMT用量对PC／OMMT纳米复合物性能的影响

6．2．2 PC／OMMT纳米复合材料的形貌

6．3 小结

第7章 结论及展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士期间的科研成果

致谢