悬浮聚合法制备聚合物(甲基丙烯酸甲酯-共聚-丙烯酸丁酯)/蒙脱土纳米复合微球与性能研究

摘要

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）及蒙脱土（MMT）为主要原料，使用悬浮聚合法制备聚合物（甲基丙烯酸甲酯．共聚-丙烯酸丁酯）／蒙脱土纳米复合微球。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）对所制备的复合材料微观结构进行了表征；通过热重分析（TGA）对复合材料的热稳定性进行了研究。探讨了蒙脱土含量对复合材料热稳定性及膨胀性能的影响。结果表明，聚合物／MMT纳米复合微球（蒙脱土含量为3％（质量分数））表面光滑且颗粒间团聚现象对比于纯聚合物微球明显改善，平均粒径在60～120μm；XRD分析得出钠基蒙脱土的层间距为1．21nm，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）离子交换改性后的有机蒙脱土层间距为1．88nm，聚合物／MMT复合材料的层间距约为3．53nm，这与TEM分析相符；纯共聚物最大质量损失温度为482℃，当蒙脱土含量为3％时，聚合物／MMT复合材料最大质量损失温度提高到505℃；在本实验条件下，纯聚合物微球在水中最后膨胀率约为250％，聚合物／MMT纳米复合微球（MMT3％）在水中最后膨胀率约为125％。岩心封堵率效果测试表明，纳米聚合物复合微球具有良好的运移能力和深部封堵性能。