聚合物包覆型纳米片层粒子对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响

制备了一系列不同量的剥离型有机蒙脱土(OMMT)与氢化丁腈橡胶(HNBR)复合的纳米材料,探究了OMMT的含量对HNBR复合材料力学、热力学性能的影响。采用广角X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、热重分析、傅里叶变换红外光谱、透射电镜对OMMT的结构与性能进行了表征。并对HNBR/OMMT复合材料的结构与性能进行了分析。XRD结果表明OMMT是完全剥离且由聚氨酯大分子链包覆的纳米片层粒子;DSC结果证明OMMT中的活性双键能发生反应。加入单片层OMMT后,HNBR纳米复合材料的力学性能、热力学性能以及动态性能都有所提高。且3phr的OMMT能使复合材料的耐磨性提高了24.7%,硬度、拉伸强度、撕裂强度等达到最大值。     

溶液插层法制备顺丁橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

采用溶液插层法制备了顺丁橡胶/有机蒙脱土(BR/OMMT)纳米复合材料,并对复合材料的微观结构和性能进行了研究.结果显示,BR大分子链插入到OMMT片层中,OMMT在橡胶中为纳米级分散;BR/OMMT纳米复合材料的力学性能和耐热性能较纯BR有很大的提高,BR/OMMT纳米复合材料具有优异的物理性能;OMMT对复合材料的门尼黏度影响很小,BR/OMMT复合材料的吃粉速度快,加工性能优异.     

乳液插层法制备天然胶/蒙脱土复合材料的性能

先用乳液插层法制共沉胶,再通过熔融混炼法制备有机化蒙脱土(OMMT)/天然胶乳复合材料。研究复合材料的结构、拉伸性能、硬度、热性能。结果表明:OMMT/天然胶乳形成了插层型纳米结构。与天然橡胶相比,OMMT/天然胶乳复合材料的拉伸强度、硬度增加。当OMMT含量为6%时,能获得拉伸强度、断裂伸长率较优的材料。该OMMT/天然胶复合材料的力学性能超过白碳黑对材料的增强效果。     

耐湿热老化三元复合材料OMMT/EP/CF的制备研究

为提高碳纤维复合材料的耐湿热老化性能以及力学性能,通过有机化蒙脱土(OMMT)改性环氧树脂(EP)制备了有机化蒙脱土/环氧树脂/碳纤维(OMMT/CF/EP)复合材料,研究了OMMT的插层效果,OMMT加入质量分数和类型对环氧树脂气体阻隔性及对制备的OMMT/CF/EP复合材料的剪切性能、耐湿热老化性能等的影响.研究结...     

PS／OMMT纳米复合材料作为润滑油添加剂的摩擦学性能

用乳液聚合法制备了聚苯乙烯/有机蒙脱土(PS/OMMT)纳米复合材料,并利用 XRD对其结构进行表征.利用四球机考察了纳米复合材料在AN 10油中的摩擦学性能,表明所合成的PS/OMMT纳米杂化材料能提高基础油的抗磨性能及承载能力,降低其摩擦系数;复合材料中OMMT含量对摩擦学性能影响很大.EDX能谱研究结果表明,在低负荷下PS/OMMT纳米复合材料在钢球表面铺展成膜,在高负荷下,聚合物分解,裸露出纳米结构的高度分散蒙脱土片层具有高活性,能在钢球的磨斑表面成膜,改善润滑油高负荷下的摩擦学性能.     

芳纶短纤维对氢化丁腈橡胶复合材料性能的影响

选用芳纶短切纤维(DCF)和芳纶浆粕(PPTA)2种芳纶短纤维分别补强炭黑N220填充、过氧化物硫化的氢化丁腈(HNBR)胶料,力求制备出高强度、高模量的HNBR复合材料,比较了芳纶短纤维的类型和用量对氢化丁腈胶料性能的影响。实验结果表明,随着DCF用量的增加,HNBR/CB体系的门尼黏度增加,但PPTA对HNBR/CB体系的门尼黏度几乎没有影响;芳纶短切纤维DCF填充的HNBR/CB体系比芳纶浆粕PPTA填充的HNBR/CB体系具有更明显的填料网络;DCF填充的HNBR/CB体系具有更高的硬度、拉伸强度以及撕裂强度。     

多级拉伸挤出对纳米有机蒙脱土/高密度聚乙烯复合材料形态结构及性能的影响

采用多级拉伸挤出工艺和传统挤出工艺制备了纳米有机蒙脱土/高密度聚乙烯（OMMT/HDPE）复合材料,利用广角X射线衍射（WAXD）、TEM、DSC和小角X射线散射（SAXS）等手段对比研究了两种不同工艺制备OMMT/HDPE复合材料的形态结构和性能。结果表明：多级拉伸挤出作用能够细化OMMT的颗粒尺寸,促进OMMT在HDPE基体中的分散;随多级拉伸挤出次数的增加,OMMT的分散性越好,OMMT颗粒的长径比增加,从而使OMMT/HDPE复合材料的初始成核速率和结晶速率明显提高,诱导复合材料形成取向串晶（Shish-kebab）结构,显著提高OMMT/HDPE复合材料的拉伸强度;当OMMT∶HDPE分别为1∶100和5∶100时,多级拉伸挤出OMMT/HDPE复合材料的拉伸强度相对于传统挤出OMMT/HDPE复合材料的拉伸强度分别提高了50%和356%。     

蒙脱土填充木塑复合材料的弯曲性能和蠕变特性

对蒙脱土进行有机插层改性制得有机蒙脱土(OMMT),用硅烷接枝木粉制备了有机蒙脱土/木粉/聚氯乙烯(OMMT/WF/PVC)纳米复合材料。加入的接枝木粉与OMMT分散在界面上起增强作用,有助于提高复合材料性能。用质量分数1.5%的偶联剂处理木粉,添加质量分数1.5%的OMMT时,复合材料的弯曲性能和抗蠕变性最好。用KWW模型和广义Voigt模型分析了蠕变曲线。     

OMMT/EP/CF三元复合材料的制备及耐热性能研究

为了提高碳纤维复合材料的热学性能及高温力学性能,通过有机化蒙脱土改性环氧树脂(EP)制备了有机化蒙脱土/环氧树脂/碳纤维(OMMT/EP/CF)三元复合材料,研究了有机化蒙脱土在环氧树脂中的插层效果,有机化蒙脱土的类型与加入份数对OMMT/EP/CF三元复合材料力学性能及热学性能的影响,同时研究了温度对OMMT/EP/CF三元复合材料的力学性能的影响.研究表明,加入了有机化蒙脱土后,复合材料的力学性能及热学性能均有较大幅度的提高,同时还表明随着温度的升高,复合材料的性能逐渐降低.     

纳米粘土/炭黑双相填料对天然橡胶性能的影响

以有机纳米粘土替代部分炭黑,在材料内部引入形状各向异性的纳米片层,制备天然橡胶/炭黑/纳米粘土复合材料,研究了粘土含量对复合材料静态力学性能、动态力学性能、热稳定性、老化性及拉伸疲劳性能的影响。结果表明,以少量有机纳米粘土(2 phr～6 phr)替代部分炭黑可提高天然橡胶的硫化效率,增强复合材料的静态力学性能,降低动态损耗因子,提高复合材料的热稳定性、耐热空气老化性能及拉伸疲劳性能。与纯炭黑试样相比,复合材料拉伸强度最高提高91%,拉伸疲劳寿命提高31%,达55万次。     

有机蒙脱土/丁腈橡胶-聚氯乙烯隔声复合材料的制备及性能

轻质隔声材料一直是隔声功能材料的研究热点.本研究以NBR-PVC为基料,通过纳米有机蒙脱土(OMMT)填充改性制备了有机蒙脱土/丁腈橡胶-聚氯乙烯隔声材料,并探讨了纳米有机蒙脱土添加量对材料面密度、力学性能、阻尼性能和隔声性能的影响.实验结果表明,当OMMT质量含量为3.73%时,OMMT/NBR-PVC复合材料的弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率及阻尼性能综合最佳,其隔声指数可达32.6 dB.     

双辊共混法制备EPDM/OMMT纳米复合材料

自制一种有机改性蒙脱土(OMMT),采用双辊共混法与三元乙丙橡胶复合,得到了具有高强度、低硬度等超常力学性能的乙丙橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料。透射电镜观察表明,制备出了半剥离型纳米复合材料,力学性能测试显示,在低填充量(15份以下)时,纳米复合材料的各项力学性能远超过同含量下高耐磨碳黑体系的。在填充量为10份时,有机土填充体系的断裂强度为15.85 MPa,是碳黑填充体系(6.57 MPa)的2.4倍,是纯橡胶体系(2.05 MPa)的7倍多;撕裂强度也高于碳黑体系和纯胶体系的;而此时纳米复合材料的邵A硬度仅为58.5,比相同强度下碳黑补强体系的低近10。     

Structural characteristics and biocompatibility of a casein-based nanocomposite for potential biomedical applications

Natural polymers have attracted increasing attention for biomedical applications owing to their biocompatibility. Casein possesses several interesting properties that make it a good candidate for biomedical materials. In this context, a novel casein-based nanocomposite was created by adding organized montmorillonite (OMMT) as a reinforcing material and ethylene glycol diglycidyl ether (EGDE) as a cross-linking agent. Fourier transform infrared spectroscopy indicated that EGDE had reacted with casein to form a network structure. X-ray diffraction and transmission electron microscopy showed a transformation of the OMMT structure from exfoliated to intercalated with an increase in the amount of OMMT. Scanning electron microscopy revealed that the nanocomposite with low OMMT content was characterized as high porosity. The addition of OMMT and EGDE improved the physical properties of the casein composites, resulting in a lower swelling ratio, higher thermal stability, lower biodegradation rate, and stronger mechanical properties compared with neat casein. A cell counting kit-8 assay demonstrated that the prepared nanocomposite films are biocompatible. These observations suggest that the casein nanocomposite is a promising material for biomedical applications.     

蒙脱土填充补强丁苯橡胶及对橡胶硫化特性的影响

以十八烷基三甲基溴化铵为插层处理剂改性蒙脱土。分别采用有机蒙脱土(C₁₈-MMT) 和Na-蒙脱土(Na-MMT) 填充补强丁苯橡胶, 用XRD 和TEM 对复合材料的结构进行表征。结果表明: 蒙脱土在橡胶基体中的分散取决于蒙脱土的亲油性, 亲油性越强, 蒙脱土的片层在橡胶中的分散越均匀, 完全有机化处理的蒙脱土能够被剥离成厚度为20 nm 左右的片层并均匀分散在橡胶基体中。蒙脱土的存在对橡胶的硫化反应有一定的影响, 有机蒙脱土对橡胶硫化反应有催化作用, 但不改变硫化反应的活化能; Na-蒙脱土片层阻碍了橡胶的硫化交联, 使交联反应对温度的敏感性降低, 导致表观活化能减小。有机蒙脱土填充补强丁苯橡胶, 由于提高了橡胶的交联密度, 同时有机蒙脱土具有高比表面积和滑移性, 大大提高了橡胶的机械性能, 其拉伸强度和300 %定伸应力与炭黑N330 补强橡胶相当, 而断裂伸长率较炭黑补强橡胶有大幅度的提高, 在替代炭黑作为橡胶的补强剂方面具有广泛的应用前景。      

Preparation and properties of fluorine-containing colorless polyimide nanocomposite films with organo-modified montmorillonites for potential flexible substrate

We prepared transparent polyimide (PI) and organo-modified montmorillonite (OMMT) nanocomposite films from the solution of poly(amic acid) and various amounts (0.5-2 wt%) of OMMT in N,N-dimethylacetamide (DMAc). The Poly(amic acid) was prepared from the reaction of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA) and 2,2'-bis (trifluoromethyl)-4,4'-diamino phenyl (TFDB). Dodecylamine (C12-) and dodecyltriphenylphosphonium chloride (C12PPh-Cl-) were used as organic modifiers in OMMT. The PI/OMMT nanocomposite films were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), UV-Vis transmission spectra, thermomechanical analysis (TMA), and rheometric dynamic analysis (RDA). As the OMMT contents is increased, PI/OMMT nanocomposites generally show better properties compared to pristine PI films, although the transparency of the PI/OMMT nanocomposite films is sacrificed slightly. However, it is concluded that these nanocomposite films are good candidates for potential flexible substrates.     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备和表征

用熔融插层法制备了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射测试(XRD)表明,制备的纳米复合材料均为插层型。扫描电镜(SEM)观测到纳米复合材料没有明显的有机无机相畴,即蒙脱土和聚丙烯有较好的相容性。差热分析测试(DSC)表明,蒙脱土的加入,对复合材料的熔点影响不大。热重分析测试(TGA)表明,蒙脱土的加入,使复合材料的热稳定性得到很大提高。动态热机械分析测试(DMTA)表明,蒙脱土的加入使储存模量得到很大提高,玻璃化转变温度略有下降。     

挤出法乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料制备和表征

采用一种新型的有机土蒙脱土(OMM T),通过熔融挤出法制备出了具有优异性能的乙丙橡胶/OMM T复合材料,并与炭黑补强体系进行了对比。透射电子显微镜考察表明,所制备的乙丙橡胶/OMM T纳米复合材料为剥离型结构;力学性能测试结果表明,当有机土含量仅为3份时,复合材料硫化胶的扯断强度是纯胶体系的5.2倍,比同量的高耐磨炭黑增强体系的硫化胶也提高了284%,与加入15份高耐磨炭黑的硫化胶相当;有机土体系撕裂强度也明显高于炭黑体系。还利用门尼黏度测试表征了材料的加工性能。     

聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制务、结构与性能

首次将插层纳米复合技术与互穿聚合物网络（IPN）技术相结合,通过同步插层聚合法制备了聚氨酯/聚甲基丙烯酸甲酯/有机蒙脱土（PU/PMMA/OMMT）纳米复合材料.XRD、SEM、TGA等研究表明,在聚氨酯/有机蒙脱土（PU/OMMT）体系中蒙脱土以40～700 nm的团聚体不均匀地分散在聚氨酯基体中,且部分蒙脱土被插层,其层间距增加了0.95nm,体系为插层型纳米复合材料.PU/PMMA/OMMT体系中蒙脱土以20～80nm的粒子分布于聚合物基体中,且蒙脱土的插层效果显著,是PU/OMMT体系的2.5倍,形成了插层型纳米复合材料.同时,蒙脱土的加入使得聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯的互穿聚合物网络（PU/PMMA-IPN）体系中PU相与PMMA相间相分离更明显,塑性相畴粒子尺寸显著增加,且各相中两组分相互作用加强,分布更均匀.PU/PMMA/OMMT纳米复合材料的热稳定性高于其他材料.同时对其力学性能进行了研究,发现其力学性能明显优于聚氨酯、基于聚氨酯和PU/PMMA-IPN和PU/OMMT纳米复合材料.     

微胶囊化膨胀型阻燃剂与有机蒙脱土协效阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物性能

通过纳米复合的方式,将微胶囊化的膨胀型阻燃体系—聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)与有机改性的片层蒙脱土(OMMT)用于协效阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。采用XRD、TEM、TGA、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪、烟密度和动态机械热分析对微胶囊化APP(MCAPP)-微胶囊化PER(MCPER)-OMMT/EVA复合材料的结构与性能进行研究。研究结果表明,OMMT被完全剥离开,并以层离或插层的状态分散在EVA中;MCAPP-MCPER与OMMT之间存在明显的协效阻燃作用,用3wt%OMMT代替MCAPP-MCPER后,MCAPP-MCPER-OMMT/EVA复合材料的LOI值从25.5vol%提高到29.5vol%,垂直燃烧结果由V-2上升到V-0级别,残炭量也由14.5wt%增大到15.9wt%,烟密度由154.7 g/s降低到97.5 g/s,材料的阻燃性能得到有效提高。此外,万能拉伸测试及动态机械热分析测试表明,通过纳米复合制备的阻燃MCAPP-MCPER-OMMT/EVA复合材料具有更好的力学和动态热机械性能。