周亚斌[1]2003年在《母料法制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料及悬浮法制备聚丙烯接枝丙烯酰胺的研究》文中进行了进一步梳理采用乳液聚合法制备了聚苯乙烯／蒙脱土纳米复合材料(PSMN)。采用XRD、FT-IR、DSC和TGA对PSMN进行了表征。XRD表明，苯乙烯乳液聚合插层Na-MMT可以获得一定的插层效果，蒙脱土(001)面片层间距由原土的1.27nm增大到PS／Na-MMT复合材料中的1.59nm。使用不同用量的HTAB处理Na-MMT，然后再进行苯乙烯的乳液聚合。结果发现，HTAB的使用对插层效果影响很大。当HTAB的用量为Na-MMT质量的40％时，制得PSMN中蒙脱土(001)面片层间距达到了4.37nm。而使用同等量HTAB处理Na-MMT制得的O-MMT片层间距仅为2.96nm，这说明在苯乙烯乳液聚合插层O-MMT时，HTAB与苯乙烯发生了协同作用。FT-IR也证明了聚苯乙烯分子确已插层进入蒙脱土片层。DSC和TGA的结果表明，PSMN在热性能方面较纯树脂基体有明显的提高。将制备出的PSMN母料与以聚丙烯(PP)为主体的树脂基体进行熔融共混，制备出聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料(PPMN)。分别采用XRD、力学测试、POM和SEM对PPMN进行了表征。XRD表明，蒙脱土(001)面片层间距由PSMN中的4.37nm继续增大到PPMN中的5.07nm，PPMN仍为插层型材料。蒙脱土的加入诱导PP晶型发生转变，生成了聚丙烯β型球晶。力学测试显示，共混组分的共同作用使PPMN具有良好的冲击性能。在其它共混组分含量不变的条件下，随PSMN填充量的增加，复合材料缺口冲击强度逐渐提高，在蒙脱土填充量为2wt％时达到最大值36.24kJ／m~2。继续增加PSMN的填充量，缺口冲击强度开始下降。PSMN的加入对PPMN的拉伸强度无明显影响。POM照片表明，PPMN中PP球晶明显细化，这与聚丙烯β晶型的形成同为PPMN韧性提高的原因。SEM照片显示，对比PP基体的典型脆性断面，PPMN冲击断面起伏较大，形态更加丰富，具有显着的韧性断裂特征。还采用悬浮接枝方法制备出聚丙烯接枝丙烯酰胺(PP-g-AM)，接枝率最高可达1％以上。IR谱图证明了AM已接枝到PP大分子链上。采用DSC方法研究了PP-g-AM的非等温结晶动力学。结果表明，Jeziorny法和Mo法均可较准确的描述PP-g-AM的非等温结晶过程。PP接枝前后Avrami指数n无明显改变，表明两者结晶机理基本相同。接枝产物的校正晶体增长速率常数Z_c略大于纯PP。由Mo法计算得出，PP-g-AM的F(T)值略小于纯PP，表明接枝物的相对结晶速率略大于纯PP。
杜萍[2]2006年在《尼龙610/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征》文中研究说明将蒙脱土引入聚合物基体制备成聚合物／蒙脱土纳米复合材料，可在蒙脱土填充量很小时即大幅度提高材料的物理力学性能，是近年来兴起的一种备受关注的改性方法。熔体插层法制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料的一种常用方法，该方法工艺简单、易工业化，但蒙脱土(MMT)在聚合物中的分散极易受插层剂、加工工艺等因素的影响，从而影响复合材料的结构和性能。本文选取尼龙610为基体，采用多种插层剂修饰的有机蒙脱土和不同加工方法制备出一系列性能优异的尼龙610／蒙脱土纳米复合材料，首次采用辐射法对尼龙610／蒙脱土纳米复合材料进行了改性，并对各复合材料力学性能、动态力学行为、流变性能、熔融和结晶行为、结晶形态和微观结构进行了系统表征，主要研究结果如下： 1．采用CTAB(十六烷基叁甲基溴化铵)、PA6(尼龙6)、硅烷偶联剂等修饰MMT，制得了不同有机蒙脱土(OMMT)。TG、IR和WAXD等研究结果表明各有机改性土的层间距均有所增大，热分解温度较高，均可适应尼龙610的加工温度要求。CTAB和PA6对MMT的扩层作用较明显，本文所使用的硅烷偶联剂的类型及其对MMT的修饰方法对有机土的性能影响不大，因此在采用偶联剂对MMT进行修饰时，可采用最简便的方法—在混料过程中以喷雾法加入即可。 2．采用各种自制OMMT和一种纳米级市售OMMT，采用熔体插层法、加工过程中加入偶联剂以及母料法等工艺制备出了PA610／MMT纳米复合材料，并对其进行了辐射改性。 3．通过TEM观察了MMT片层在尼龙基体中分散情况，结果表明MMT片层呈纳米尺度分散于尼龙基体中，形成了纳米复合材料。同时，发现MMT片层间距大小和其在尼龙中的分散没有必然联系，片层间距较小的MMT也能均匀分散，在加工过程中用喷雾法加入偶联剂和母料法均可促进MMT片层的分散，且可分别得到插层型和剥离型纳米复合材料。 4．对纳米复合材料进行了力学性能测试。结果表明复合材料的拉伸性能和弯曲性能均比PA610显着提高，增强效果明显超过了传统共混复合材料，且偶联剂和母料法均
陈海群[3]2004年在《纳/微米材料的表面处理及其在高聚物基复合材料中的应用研究》文中进行了进一步梳理纳微米材料在高聚物基体中的分散程度直接影响复合材料的性能，它们的分散和防团聚技术是材料能否实用化的关键。不同的纳微米粒子有着不同的表面基团、带电荷情况及电荷分布等物理化学特性，常规的处理技术很难将这些影响因素完全消除。本文围绕纳微米材料的表面处理及其在高聚物基体中的应用这一主题，系统地研究了超细红磷和蒙脱土两种常见材料的表面特性、表面处理方法及其与高聚物基体的界面特性，通过气相色谱(GC)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、差热(DTA)、热重(TG)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外光谱(UV)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等现代分析仪器以及其它物理、化学方法对实验结果进行了表征和分析，全文主要内容如下： 1、对影响超细红磷安定性的因素以及磷化氢的缓释研究表明：红磷在空气中发生缓慢氧化、歧化反应，微量的铜、铁、镍等金属离子增加了它的吸水和氧化速度，其中铜离子的作用最为明显，而铝、锌等离子减慢了红磷的氧化速度，银离子对减少红磷的吸湿性效果最好。氢氧化铝、氢氧化镁、有机酚、亚铁氰化钾等抑制剂对减少红磷的吸湿性和抑制磷化氢的释放有明显效果。 用溶胶凝胶法制备了氢氧化铝微胶囊超细红磷，研究了反应条件对包覆结果的影响规律。通过酸洗、水洗除去超细红磷中的部分杂质，用廉价的工业硝酸铝和丙烯酰胺等制成氢氧化铝的高分子网络凝胶，改变条件在红磷表面形成紧密、牢固的凝胶包覆层，再经高温真空老化得到微胶囊超细红磷，产品的安定性有了较大的提高。 研究用有机材料对超细红磷进行微胶囊化的囊材选择和工艺条件。采用叁聚氰胺甲醛树脂、偶联剂、表面活性剂等微胶囊化红磷，提高了红磷的安定性及其与有机体系的相容性。通过这种在红磷颗粒表面分批按极性大小胶囊几种大分子改性剂，以使红磷的表面形成几层结合紧密的、通过化学键结合的、极性逐渐过渡的微胶囊层，经过大分子键合改性后的红磷粉末，其表面张力与高聚物的界面张力均有不同程度的下降，改善了无机相与有机相的相容性，有利于微胶囊超细红磷在树脂基体中的应用。 研究微胶囊超细红磷与纳米氢氧化镁对无卤阻燃PA66工程塑料的协同阻燃增效的阻燃性能、力学性能、热学性能以及热分解反应动力学。当红磷用量在3％、氢氧化镁用量在5％以上时，氧指数就有大幅度的提高，试样可通过UL94V-0级垂直燃烧试验，同时氢氧化镁使PA66燃烧时的发烟量明显减少；由于对红磷的有效的表面处理，这种红磷／氢氧化镁协同体系保证了样品具有较好的力学性能和加工流动性；通过Flynn-Wall法和Kissinger法测定了PA66／RP复合材料的热降解反应活化能，表明复合材料的热降解反应为一级反应。 2、广泛研究了适用于钠基蒙脱土(MMT)插层改性的有机插层剂、插层效果以及插层机理。通过粘度法研究了十六烷基叁甲基嗅化钱(C TAB)改性蒙脱土的工艺条件，合成了新型二聚阳离子表面活性剂GeminiC，:并用它作有机插层剂应用于蒙脱土的改性处理，结果表明阳离子表面活性剂己插层到蒙脱土片层间，扩大了层间距，改性后的蒙脱土表面性质得到了很大的改善，在有机介质中表现出良好的分散性。 发现各种阴离子表面活性剂对蒙脱土也具有改性效果，将十二烷基磺酸钠 (S DS)用作有机插层剂应用于蒙脱土的改性处理，其效果优于目前常用的阳离子表面活性剂或有机胺处理效果。由于蒙脱土颗粒表面电荷分布的特殊性，在酸性条件下更有利于吸附阴离子表面活性剂，经SDS改性处理的蒙脱土在苯乙烯和甲苯中表现出很好的分散性、溶胀性和高触变性，改性蒙脱土与苯乙烯形成了非牛顿触变凝胶体系。同时还研究了SDS与其它改性剂如CTAB等协同改性的效果，将经CEAB插层处理的蒙脱土再用SDS处理后可以使蒙脱土的层间距由1.18nm增大到14nln。 研究了乳液聚合制备聚苯乙烯(Ps)的工艺条件以及用SDS改性蒙脱土通过乳液聚合制备了两种聚苯乙烯/蒙脱土(Ps胭MT)纳米复合材料。表明在蒙脱土层间进行的原位插层聚合反应，伴随着聚苯乙烯分子链的体积增大和聚合反应放热效应，蒙脱土片层的规整排列被破坏，蒙脱土片层被剥离或插层并均匀分散于聚合物基体中，得到了复合良好的纳米复合材料，材料的热分解温度较纯PS分别提高了25℃和40℃，且随有机蒙脱土含量的增加复合材料的热分解温度逐渐增加，同时复合材料的热失重量逐渐减少，蒙脱土的加入促进了PS高温时的成焦结炭量，制得的PS舰MT复合材料具有一定的阻燃性能。 利用原位聚合制备了MC尼龙舰MT纳米复合材料以及熔融挤出制备了尼龙66/MMT纳米复合材料，结果表明尼龙高分子链进入了蒙脱土层间，同时蒙脱土改变了尼龙的晶型，复合材料的力学性能和热学性能较纯尼龙有了相应的提高。
宋功品[4]2005年在《聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料》文中研究表明聚合物/蒙脱土纳米复合材料由于其优异性能已引起了研究者们的广泛关注。本文使用叁种不同的方法制备了PVC/有机蒙脱土纳米复合材料。在实验中将有机蒙脱土的制备和纳米复合材料的成型有机的结合在一起,成功的用熔融插层法制备了PVC/有机蒙脱土纳米复合材料。 在实验中第一种方法是将蒙脱土经阳离子十六烷基叁甲基溴化铵(CATB)交换处理有机化,再与PVC熔融复合制备纳米复合材料。第二种方法是先用硅烷偶联剂对蒙脱土进行处理,再吸附水溶性单体丙烯酰胺(AM)和高温引发剂,之后再与PVC熔融复合,在纳米复合材料成型过程中引发丙烯酰胺聚合,制备纳米复合材料。第叁种方法是将阳离子有机化的蒙脱土经溶有低温引发剂的油溶性单体(BA和MMA)超声淋洗后,在蒙脱土烘干进程中原位引发聚合,实现了蒙脱土的有机化,再与PVC熔融复合制备纳米复合材料。 用XRD和TEM等测试表征,表明叁种方法均能成功制备纳米复合材料。对制备的纳米复合材料的力学性能加以考察,发现按第叁种方法制备的纳米复合材料的拉伸和冲击强度均大幅度提高。DSC、TGA和维卡软化温度表征有机蒙脱土的PVC纳米复合材料的热稳定性提高,但T_g较纯PVC略下降,维卡软化温度和不同的蒙脱土有机化方法有关。
迟晓红[5]2015年在《纳米蒙脱土/聚烯烃复合材料结构形态与电树生长机理研究》文中研究说明电树枝是聚合物绝缘材料中常见的电老化现象，电树枝的产生会严重影响电气设备中聚合物绝缘的使用寿命与可靠性，已经成为制约高压电力设备发展不可忽视的因素。聚合物中电树枝化现象的研究已逾半个世纪之久，对于电树枝的抑制与机理分析一直是电介质工程应用与科学研究领域关注的热点。通过绝缘结构优化和加工工艺改进，可以改善聚合物绝缘材料的耐电树枝化特性，纳米技术的快速发展为提高绝缘材料介电性能和耐电树枝老化特性提供了新的研究思路和方法。本文以改善常用聚烯烃绝缘材料耐电树枝化性能为目的，分别以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为聚合物基体，以层状纳米硅酸盐蒙脱土（MMT）为无机纳米填料，制备了聚烯烃基纳米蒙脱土复合材料MMT/PE和MMT/PP。利用扫描电子显微镜（SEM）观测了MMT在聚合物基体中的分散状态，通过傅立叶变换红外光谱（FTIR）测试了有机化MMT及复合材料的化学结构特征，结果表明经过有机化处理的MMT以纳米尺度在聚合物基体中均匀分散且通过偶联剂作用与基体聚合物形成化学结合。利用偏光显微镜（PLM）、X射线衍射仪（XRD）和差示扫描量热仪（DSC）对复合材料结晶形态、结晶度和结晶过程进行了分析，结果表明MMT改善了聚合物基体原有大球晶结构，提高了PE和PP的结晶度。通过对复合材料结晶形态和纳米蒙脱土分散状态的分析，揭示了纳米蒙脱土对半结晶聚合物结构形态影响的作用机理。实验研究了PE、PP及其复合材料的电树枝特性，探讨了纳米复合材料结晶形态、结晶尺度及界面相容性等对电树枝生长的影响。结果表明：采用熔融插层法制备的MMT含量为0.5wt%的MMT/PE复合材料球晶尺度减小和结晶度增大的变化最明显，其结晶结构的改善是提高复合材料耐电树枝性能的重要因素。通过对比研究溶液插层法和熔融插层法制备的MMT/PE及熔融插层一步法和二步法制备的MMT/PP电树枝发展特性，探讨了界面相容性对电树枝生长的影响。提出了溶液插层法制备的MMT/PE和熔融插层二步法制备的MMT/PP通过促进偶联剂和相容剂与基体聚合物分子的化学反应，改善复合材料的界面相容性进而提高其耐电树枝性能的观点。利用分形分析方法对电树枝图像的计盒分形维数进行计算，实现了电树枝发展形态特征的定量表征。以放电雪崩理论和电树枝分形特征为基础，结合结晶度与电树枝生长的相关性，修正了电树枝生长的动力学模型，对半结晶聚合物中电树枝生长的动力学过程进行了计算。动力学模型计算结果与实验结果具有较好一致性，表明提出的模型化方法可以应用于半结晶聚合物电树枝老化过程的定量分析。根据大球晶结构的物理特征对半结晶聚合物内部局域电场进行了模拟计算，结合相界面自由能对电树枝生长的驱动作用以及界面相容性与电树枝的相关性，建立了半结晶聚合物中电树枝生长热力学状态方程。通过对电树枝发展热力学特征分析及树枝通道细节观测，论证了电树枝沿着半结晶聚合物中结晶界面发展的观点。根据电树枝在半结晶聚合物中生长的动力学及热力学特性分析，结合纳米蒙脱土/聚烯烃复合材料的结构特征，揭示了纳米蒙脱土通过改善聚合物结晶形态和无机片层阻隔作用对电树枝发展的抑制机理。对电树枝产生前后聚合物及其复合材料电导特性进行了实验研究，结合电树枝在半结晶聚合物中发展的动力学过程，探讨了树枝化聚合物的电导特性与电树枝通道电导特性的关系。通过对树枝产生前后充电电荷和电导电流的分析，建立了树枝化聚合物的电路模型并分析了不同电导特性电树枝通道周围载流子的分布特征。
参考文献：
[1]. 母料法制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料及悬浮法制备聚丙烯接枝丙烯酰胺的研究[D]. 周亚斌. 合肥工业大学. 2003
[2]. 尼龙610/蒙脱土纳米复合材料的制备与表征[D]. 杜萍. 郑州大学. 2006
[3]. 纳/微米材料的表面处理及其在高聚物基复合材料中的应用研究[D]. 陈海群. 南京理工大学. 2004
[4]. 聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料[D]. 宋功品. 合肥工业大学. 2005
[5]. 纳米蒙脱土/聚烯烃复合材料结构形态与电树生长机理研究[D]. 迟晓红. 哈尔滨理工大学. 2015