王春艳[1]2003年在《熔融插层法制备聚乙烯/膨润土纳米复合材料的研究》文中研究说明本文采用简单熔融插层复合法制备高密度聚乙烯/膨润土纳米复合材料，用 X-射线衍射、红外光谱和差热分析等手段表征了复合材料的结构，证实聚乙烯分子链确已进入有机膨润土的硅酸盐片层间，形成插层型纳米复合材料。同时，对影响聚合物插层行为的诸多因素进行考察。研究结果表明，（1）有机改性剂能够降低钠基膨润土的极性，相容剂（马来酸酐接枝聚乙烯）对增强聚乙烯的极性，增强聚乙烯和膨润土的界面相容性有很大作用。当烷基铵中的亚甲基数大于十六时，能够获得插层型的纳米复合材料。（2）在有机膨润土含量为3wt%时，插层的效果决定于有机改性剂烷基链的长度和相容剂的用量。（3）当相容剂含量为15wt%～30wt%（对于高密度聚乙烯），能够得到插层型高密度聚乙烯/膨润土纳米复合材料。（4）低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯与膨润土复合后也能够分别获得插层型纳米复合材料。制得材料的力学性能有一定程度的提高，对有机溶剂阻隔性能有明显改善。
徐钰珍, 佟立芳, 方征平[2]2004年在《硅烷偶联剂接枝高密度聚乙烯/膨润土纳米复合材料的制备与表征》文中研究指明近年来,随着原位插层聚合的发展,聚合物/粘土矿物的纳米复合材料越来越受到人们的关注。聚乙烯是广泛使用的通用塑料之一,由于其主链不含极性基团,因此即使层状纳米粒子进行了有机化处理,聚乙烯链仍不容易进入层间,因此有必要在聚乙烯链上引进极性基团来增加基体和纳米粒子的相容性,得到插层型或剥离型纳米复合材料。以过氧化物为引发剂,采用熔融接枝法制备了HDPE与硅烷偶联剂(YDH151)的接枝共聚物,然后将接枝物和膨润土(BT)熔融共混。X-衍射与透射电镜结果表明,YDH151提
王茜[3]2008年在《有机/无机复合相变储热材料的制备与性能》文中研究指明有机/无机复合相变储热材料是近年来国内外研究热点,其在作为储热材料时不仅具有温度恒定、相变潜热大、性能稳定等特点,而且储量丰富,因此越来越受到重视。对于能源紧缺的今天,研究相变储热材料显得尤其重要。有机/层状硅酸盐复合相变储热材料作为有机/无机复合相变储热材料的一种,是近年来该研究领域中的一个热点。利用十六烷基叁甲基溴化铵对膨润土进行了有机改性,改性后膨润土的层间距由1.452 nm变为1.982nm。并利用插层复合法将脂肪酸、石蜡及多元醇等插入改性后的膨润土层间,得到了有机/无机复合相变储热材料。进而通过XRD、FTIR、DSC等现代测试技术确定了有机/无机复合相变储热材料的结构和储热性能。利用插层法制备出癸酸/膨润土、硬脂酸/膨润土及癸酸-硬脂酸/膨润土复合相变储热材料,叁种复合相变储热材料的相变温度分别为30.12℃、59.64℃、20.2℃,相变焓分别为58.43J/g、69.92J/g、66.4J/g;利用插层复合法制备了石蜡/膨润土复合相变储能材料,其相变温度约为60℃,相变焓为92J/g;利用插层复合法分别制备了新戊二醇/膨润土、叁羟甲基氨基甲烷/膨润土及新戊二醇-叁羟甲基氨基甲烷/膨润土复合相变储能材料,叁种相变复合储热材料其相变温度分别为56.14℃、117.8℃、39.8℃,相变焓分别为86.18J/g、198.6J/g、67.3J/g。实验结果表明,本试验所设计的复合相变储热材料性能优越,较好地克服了纯相变储能材料的塑晶和液化等缺点及不足,具有良好的应用前景。
黄小娟[4]2007年在《半互穿型有机/无机纳米复合水凝胶的合成及性能研究》文中研究指明聚合物/粘土纳米复合材料因具有优异的力学性能及较低廉的生产成本,已成为近二十年来功能材料领域中基础研究和应用开发的热点。其中聚合物/膨润土复合水凝胶的研究备受关注,它利用膨润土的天然活性和价廉的特性,将其引入有机叁维网络中制备复合水凝胶,可提高凝胶的吸水倍率和吸水速度、改善耐盐性能、凝胶强度及热稳定性。本文采用阳离子聚电解质取代传统的表面活性剂为插层剂,对钠基膨润土进行插层改性,制备聚阳离子/钠基膨润土纳米复合物。X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)结果表明:阳离子聚电解质插入到膨润土的片层间,层间距扩大,片层结构被破坏,得到了剥离型的聚阳离子/钠基膨润土纳米复合物。不同分子量的聚阳离子对插层效果有很大的影响,可以通过控制聚阳离子分子量的大小,得到插层型或者剥离型的复合结构。将合成的聚合物/钠基膨润土纳米复合物与淀粉接枝丙烯酸网络互穿得到具有特殊半互穿结构的淀粉接枝丙烯酸/聚二甲基二烯丙基氯化铵/钠基膨润土两性半互穿纳米复合水凝胶。考察了合成条件对纳米复合水凝胶吸液性能的影响。结果表明:凝胶在去离子水中的最大吸水倍率为858g/g;在pH值为4~13较宽广的范围内,可保持较高的吸液倍率,在pH值13的溶液中,其吸液倍率为72 g/g;在浓度为0.1 mol/L的NaCl溶液中,吸液倍率可达81 g/g,呈现出一定的耐盐性;此外,在99%以上的含水量的条件下,纳米复合水凝胶的凝胶强度达到了28 kPa。为了提高水凝胶的吸液速度,以聚乙二醇(PEG)为生孔剂,通过生孔剂法制备了淀粉接枝丙烯酸/聚二甲基二烯丙基氯化铵/钠基膨润土多孔两性半互穿复合水凝胶。考察了PEG的分子量的、不同PEG的加入量及合成条件对凝胶孔的数目及孔径大小的影响。同时考察了多孔水凝胶的吸液动力学。由于孔状结构的存在,多孔水凝胶的吸水速度有了极大的提高,其达到饱和吸水量仅需10 min。以小分子单体甲醛和尿素通过单体插层缩聚法对膨润土进行插层处理,取得了良好的插层效果,之后将其与聚丙烯酸凝胶网络互穿制备了聚丙烯酸/脲醛树脂/钠基膨润土半互穿纳米复合水凝胶,并考察了膨润土的含量对凝胶吸液性能的影响。当膨润土的加入量为5 wt.%时,凝胶吸去离子水量为983 g/g。性能测试表明:在pH值为4~13较宽广的范围内,凝胶可保持较高的吸液倍率,在pH=13时,其吸液倍率为126 g/g;当NaCl的浓度为0.1 mol/L时,吸液倍率为113 g/g,呈现一定的耐盐性。
徐世美[5]2008年在《有机/无机纳米复合水凝胶的合成及性能研究》文中指出有机/无机纳米复合水凝胶兼有无机材料的强度、热稳定性以及有机聚合物的功能性,涉及有机、无机、材料、高分子等交叉学科,是目前水凝胶领域的研究热点。与有机水凝胶相比,有机/无机纳米复合水凝胶能够改善凝胶的吸水、耐盐及强度等综合性能,可应用于医药、卫生、农林、园艺等领域。代替以阳离子表面活性剂为插层剂,本文选用阳离子聚丙烯酰胺为插层剂,在远大于膨润土阳离子交换容量的用量下,通过单体插层聚合法和聚合物溶液直接插层法,分别制备了阳离子聚丙烯酰胺/膨润土纳米复合物,之后进行淀粉接枝丙烯酸的交联聚合反应得到互穿和半互穿结构两种两性纳米插层复合水凝胶。所得凝胶具有良好的溶胀能力与凝胶强度。在99.6%高含水量下,单体插层聚合法制备的凝胶强度是聚合物溶液直接插层法的2倍,可达28.9 KPa;最大溶胀倍率也优于后者,可达1010 g/g。实验分别就两种合成方法下不同反应条件,包括引发剂用量、交联剂用量、丙烯酸用量和粘土含量等因素,对所形成凝胶的溶胀性能以及聚合体系温度的影响进行了全面考察,并通过FTIR、XRD、TEM等分析手段对产品结构和插层效果进行了表征,同时通过凯式定氮、分子量等测定对样品进行了定量表征,从而很好地解释了两性纳米插层复合水凝胶具有优良性能的原因,以及两种不同合成方法下水凝胶表现出的性能差异。为进一步提高两性纳米插层复合水凝胶的溶胀速率,本文通过加入尿素作为制孔剂,利用其水溶液在高温下分解产生CO_2和NH_3的原理制孔,避免了常用碳酸盐类制孔剂对pH、孔发生时间和凝胶化时间等条件的特殊要求,从而使制孔变得简单易行,且吸液性能和吸液速率均得到明显改善,其中溶胀倍率较未加尿素(加热)时所得凝胶提高了约1倍,而吸液速率提高了40倍左右。实验考察了尿素用量、加热速率、不同洗涤方式和干燥方式等因素对溶胀性能的影响,并对吸液动力学进行了探讨。基于阳离子聚电解质对膨润土的良好插层以及作为最终水凝胶的半互穿组分对溶胀和强度的贡献,本文又选用水溶性好、电荷密度高,合成方法简单的聚二甲基二烯丙基氯化铵作为插层剂,通过聚合物溶液插层法,制备了剥离型的聚二甲基二烯丙基氯化铵/膨润土纳米复合物。实验详细考察了不同聚合温度、引发剂用量和单体浓度等聚合条件对聚二甲基二烯丙基氯化铵分子量及插层效果的影响,并通过FTIR、XRD、TEM等分析手段对产品结构和插层效果进行了表征。在制得剥离复合物基础上,通过淀粉接枝丙烯酸的交联聚合反应得到半互穿结构两性纳米复合水凝胶。就不同反应条件,包括引发剂用量、交联剂用量、反应温度、丙烯酸用量和聚二甲基二烯丙基氯化铵用量等因素,对所形成凝胶的溶胀性能的影响进行了考察。并测试了两性纳米复合水凝胶对pH、盐种类和盐浓度的响应性和凝胶强度。结果证明,两性半互穿和纳米复合结构提高了水凝胶的溶胀性能与机械强度。与传统水凝胶相比,其凝胶强度提高了1倍以上,在99.2%的含水量下,可达28.2 KPa,且在广泛的pH范围内仍能保持较高的溶胀倍率。采用相似的结构设计思想,本文选用无机硅来构建聚丙烯酸/SiO_2纳米杂化复合水凝胶。分别以水溶性的3-氨丙基叁乙氧基硅烷和硅酸钠为硅源,用sol-gel方法合成无机硅网络,同时进行丙烯酸的交联聚合反应构建有机网络,最终得到双网络结构聚丙烯酸/二氧化硅纳米杂化复合水凝胶。用HF处理凝胶样品,并与处理前凝胶对比,通过TEM观察SiO_2在凝胶中的分散形式,取得了较好的效果。结果表明:以3-氨丙基叁乙氧基硅烷为硅源形成的SiO_2粒子约为100 nm左右,分散在有机聚合物网络中,凝胶表现出良好的压缩强度和溶胀能力,在99.1%含水量下,凝胶强度可达59.0 KPa,最大溶胀倍率为1084.7 g/g,且溶胀后的凝胶仍具有一定的拉伸性;而以硅酸钠为硅源得到的纳米杂化复合水凝胶呈现以SiO_2为核,交联聚丙烯酸为壳的核壳式结构.凝胶最大溶胀倍率可达1252.7 g/g。凝胶的硬度很好,且耐盐性突出:当含水量为99.1%时,凝胶强度达45.6 KPa。当NaCl溶液浓度由0.9%提高到1.8%时,凝胶溶胀能力下降幅度在10%以内,而传统有机凝胶则下降了25%。
薛永丽[6]2011年在《膨润土基纳米复合PCM制备及其建筑节能应用》文中研究说明相变储能技术是利用相变材料在相变过程中具有的储存/释放大量热量、相变温度恒定、相变过程可逆等特点来实现能量在空间和时间上的转移，从而成为目前最受瞩目的实现建筑节能的有效途径和研究方向之一。本文选取矿产资源丰富、具有优良物化性能的天然纳米材料膨润土作为封装材料，以脂肪酸为芯材，经过调配二元低共融脂肪酸和有机改性膨润土，再利用插层复合法制备了膨润土基纳米复合相变储能材料，并将其掺入到水泥砂浆中制备了相变储能水泥砂浆板。利用DSC、XRD、FTIR、TGA和SEM等方法表征了有机膨润土和膨润土基纳米复合相变材料的结构和热性能，并用试验模拟法对相变材料的储能控温性能进行了初步研究。根据最低共熔机理及LA-CA二元固-液相平衡图，制备LA-CA二元最低共熔脂肪酸，其最低共熔的摩尔配比为nLA:nCA=0.303:0.697,相变焓为155.78J/g，相变温度为18.57℃。利用十六烷基叁甲基溴化铵对钠基膨润土进行有机改性，并将膨润土的晶层间距从1.2650nm增大到2.2156nm，通过正交实验设计L16(45)得到了最佳工艺参数：反应时间为1.5h，改性剂用量为120%CEC，反应溶液的PH值为5，反应温度为70℃，固液比为4%。根据插层复合理论，通过最佳复合配比将LA-CA二元最低共熔脂肪酸插层到膨润土的片层结构中，制备了膨润土基纳米复合相变储能材料，并测得其相变温度为18.10℃、相变焓为60.67J/g，晶层间距增大到5.0154nm，具有良好的储能控温性能，相变体积变化率仅为5.78%，且具有良好的热循环稳定性。膨润土基纳米复合相变储能材料掺入到水泥砂浆中，显着的增大了其储能控温性能，但同时降低了抗压强度。实验结果表明，本文制备的膨润土基纳米复合相变材料热物性能良好，较好地解决了固液相变材料的封装问题，在建筑节能领域具有良好的应用前景。
覃善丽[7]2014年在《改性钙基膨润土协同卤锑阻燃剂阻燃高密度聚乙烯的研究》文中进行了进一步梳理高密度聚乙烯(HDPE)是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂,因其来源丰富、性能优良,在电缆、管道、汽车制造等领域获得广泛使用。但HDPE为易燃材料,其燃烧时发烟量大、熔融滴落严重,具有潜在的火灾风险。因此,为减少火灾的危险,拓宽HDPE的应用范围,对HDPE进行阻燃、抑烟、防熔融滴落研究具有十分重要的现实意义。本文研究了碱性钙基膨润土(Ca-MMT)和有机化改性钙基膨润土(OMMT)分别与卤锑阻燃剂复配阻燃HDPE的效果,通过测试HDPE阻燃复合材料的氧指数、水平垂直燃烧等级、弯曲强度、拉伸强度、缺口抗冲击强度以及热稳定性能,考察了改性钙基膨润土与卤锑阻燃剂的协同阻燃能力。主要研究内容及结论如下：单独使用卤锑复合阻燃剂阻燃HDPE,当十溴二苯乙烷(DBDPE)和Sb203用量分别为18份和6份时,复合材料的阻燃性能、力学性能和热稳定性最佳,但卤锑阻燃剂存在成本高、发烟量大和产生熔融滴落的缺点。在此基础上,考察碱性钙基膨润土用量和阴离子交换容量对HDPE复合材料性能的影响。结果表明：随着Ca-MMT用量增大复合阻燃材料氧指数增大,添加4份时,氧指数可以达32.51%,较单独添加卤锑阻燃剂高出4.41%,材料的力学性能和热稳定性相对较高,而且发烟量少,熔融滴落情况得到改善。随着Ca-MMT阴离子交换容量的增大,复合阻燃材料的阻燃性能下降,Ca-MMT阴离子交换容量为1.5时,材料的阻燃性能、力学性能和热稳定等综合性能最好,发烟量少且无熔融滴落现象。研究了硅烷偶联剂改性钙基膨润土用量对HDPE复合材料的性能影响,硅烷偶联剂改性膨润土的加入,使卤锑复合阻燃HDPE材料的氧指数略有降低,但力学性能和热稳定性能大大提高,材料的发烟量得以抑制,且熔融滴落情况得以改善。添加4份硅烷偶联剂改性膨润土,复合材料氧指数达27.3%,材料综合性能最好。采用硅烷偶联剂改性膨润土部分替代Sb203复合阻燃HDPE,皂够大大减少了Sb203和DBDPE的用量,不仅节约了成本,还能保持较高的阻燃性能,氧指数为27.21%,仅比卤锑阻燃HDPE降低0.89%,而且抑烟,抑制滴落效果明显,材料力学性能有效提高,热失重率最低。硅烷偶联剂改性膨润土部分替代DBDPE/Sb2O3复合阻燃剂阻燃HDPE,重点是保持阻燃粉料添加总量不变,探究了硅烷偶联剂改性膨润土对复合材料力学性能的影响,实验证明硅烷偶联剂改性膨润土不仅可以提高材料的力学性能,还提高了材料的热稳定性。最后对比研究了碱性钙基膨润土、硅烷偶联剂改性膨润土、十六烷基叁甲基溴化铵改性膨润土及硬脂酸改性膨润土四种不同阻燃剂协同卤锑阻燃剂对复合材料性能的影响。结果显示碱性钙基膨润土的协同阻燃效果最好,氧指数远高于其他复配试样且失重率最低。
许凤林, 徐传云, 李春生, 吕双双, 张晓红[8]2012年在《有机膨润土/聚乙烯母料制备及力学性能研究》文中研究表明固定有机膨润土/低密度聚乙烯配比量1∶3,采用双螺杆熔融挤出法针对接枝聚乙烯相容剂,开展有机膨润土/低密度聚乙烯母料化制备;采用注射制备法对母料与低密度聚乙烯稀释注射试样进行力学性能测定和X-射线衍射表征分析,结果表明:40%接枝聚乙烯制备母料稀释注射试样(5%有机膨润土)与基体聚乙烯相比,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高16.1%、25.5%和51.6%,断裂伸长率与基体聚乙烯持平,冲击强度表现为冲不断;注射试样X-射线衍射表征分析显示,有机膨润土/聚乙烯复合体系不易形成插层或剥离结构,但接枝聚乙烯提高了有机膨润土在基体聚乙烯中的分散性,有利于复合试样力学性能的改善与提高。
邹朋辉[9]2006年在《交联改性膨润土的制备与表征》文中研究表明膨润土(Bentonite)是以蒙脱石(Montmorillonite)为主要成分的一类层状硅酸盐粘土矿物。蒙脱石经羟基金属、简单金属离子、有机季胺盐等柱撑后，其层间距、比表面积、吸附性能、表面酸性和耐热性能等性质得到改善。蒙脱石层间化合物作为一类新型的功能材料，在催化剂和催化剂载体、择形吸附剂以及纳米级复合材料等领域显示了广阔的应用前景。用钠化改性的膨润土为基质，采用常规水热合成法制备一系列蒙脱石层间化合物(蒙脱石层间无机化合物、蒙脱石层间有机化合物和蒙脱石层间无机-有机化合物)；借助X-射线衍射(XRD)分析、X-射线荧光光谱(XRFS)分析、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析、差热分析法(DTA)分析、比表面积测定、傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析等测试分析手段对所制备的蒙脱石层间化合物进行表征和讨论。论文的主要内容如下： 首先测试选用的钙基膨润土的阳离子交换容量(CEC)、吸蓝量、胶质价、膨胀倍等物化性能。在此基础上，我们根据CEC的数值变化系统研究了钙基膨润土钠化改性时改性剂种类与用量、改性过程环境温度、悬浮液浓度以及搅拌时间对钠化改性效果的影响，并测试改性后膨润土的各项物化性能，结果表明：阳离子交换容量、吸蓝量、胶质价、膨胀倍比改性前均有较大的提高。以钠化改性膨润土为基质，采用常规水热合成法制备羟基铝交联柱撑蒙脱石层间化合物。实验中我们分别讨论了交联插层溶液制备工艺条件(包括：r=[OH~-]／[Al~(3+)]值、制备温度、老化温度及老化时间)悬浮液浓度及滴加顺序的改变对插层效果的影响，并最终确定了最佳层柱溶液和铝交联柱撑膨润土的制备工艺条件和方法。再根据锌铝离子在碱性溶液中性能的差别即铝离子较易在碱性溶液中形成沉淀而锌离子则相对不易在碱性溶液中形成沉淀，创新性的提出联合使用滴定法和离子交换法制备锌铝复合插层膨润土。XRFS、XRD和FTIR分析表明，锌铝插层剂进入到蒙脱石层间，但并没有破坏蒙脱石的晶体结构，经600℃焙烧3h后层状结构保持良好，锌铝柱撑离子在层间形成了复合氧化物柱子。为使制备的交联改性膨润土具有更大的比表面积，我们采用取代法进行无机-有机复合改性，即：以锌铝复合交联改性膨润土为基质，十六烷基叁甲基溴化铵(HDTMA)为有机插层剂，采用常规水热合成法合成了具有一定比表面积和表面酸性的无机-有机复合交联改性膨润土，XRD和FTIR分析表明，有机插层剂进入到蒙脱石层间但没有破坏晶体结构。
徐玉文[10]2006年在《聚丙烯酸—丙烯酰胺/有机插层改性膨润土超吸水性复合材料的合成及性能研究》文中研究说明根据超吸水性材料的特殊要求，利用膨润土矿物的特殊结构特点与性能，对膨润土进行超细加工，并用十六烷基叁甲基溴化铵(CTAB)对其有机插层改性，制得十六烷基叁甲基溴化铵插层改性膨润土(有机插层改性膨润土，I-BENT)。以有机插层改性膨润土、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为主要原料，过硫酸钾(KPS)为引发剂，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，采用水溶液法制备出性能优良的聚丙烯酸-丙烯酰胺／有机插层改性膨润土超吸水性复合材料(PAA-AM／I-BENT)，利用FTIR、SEM、TG和DSC分析技术，对超吸水性复合材料进行了表征。 本文考察了有机插层改性剂的种类和用量、丙烯酸中和度、膨润土用量及丙烯酰胺用量等因素对PAA-AM／I-BENT的XRD图谱的影响，在合成条件为：20wt.％CTAB插层改性膨润土的用量为20wt.％，AM用量为20wt.％，NMBA为0.02wt.％，KPS为1.0wt.％，丙烯酸中和度为1.0，超吸水性复合材料中的膨润土的层间距d_(001)撑开到3.27nm。 探讨了膨润土用量、丙烯酸中和度、丙烯酰胺用量、引发剂和交联剂用量对超吸水性复合材料吸水性能的影响，得出了综合性能较好样品的合成条件，当合成条件为：I-BENT用量为20wt.％，AM用量为20wt.％，丙烯酸中和度为0.8，NMBA为0.02wt.％，KPS为1.0
参考文献：
[1]. 熔融插层法制备聚乙烯/膨润土纳米复合材料的研究[D]. 王春艳. 哈尔滨理工大学. 2003
[2]. 硅烷偶联剂接枝高密度聚乙烯/膨润土纳米复合材料的制备与表征[C]. 徐钰珍, 佟立芳, 方征平. 第四届全国高聚物分子表征学术讨论会论文集. 2004
[3]. 有机/无机复合相变储热材料的制备与性能[D]. 王茜. 天津大学. 2008
[4]. 半互穿型有机/无机纳米复合水凝胶的合成及性能研究[D]. 黄小娟. 新疆大学. 2007
[5]. 有机/无机纳米复合水凝胶的合成及性能研究[D]. 徐世美. 大连理工大学. 2008
[6]. 膨润土基纳米复合PCM制备及其建筑节能应用[D]. 薛永丽. 大连理工大学. 2011
[7]. 改性钙基膨润土协同卤锑阻燃剂阻燃高密度聚乙烯的研究[D]. 覃善丽. 广西大学. 2014
[8]. 有机膨润土/聚乙烯母料制备及力学性能研究[J]. 许凤林, 徐传云, 李春生, 吕双双, 张晓红. 中国非金属矿工业导刊. 2012
[9]. 交联改性膨润土的制备与表征[D]. 邹朋辉. 哈尔滨工程大学. 2006
[10]. 聚丙烯酸—丙烯酰胺/有机插层改性膨润土超吸水性复合材料的合成及性能研究[D]. 徐玉文. 华侨大学. 2006
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