插层聚合中蒙脱石的有机化研究

用来插层聚合的蒙脱石一般都要经过有机化处理,即用有机阳离子(插层剂)将无机阳离子交换出来,让蒙脱石层间距离得到增大,以便有机分子的进入。蒙脱石的有机化处理一般采用一次插层法,文章采用了一种新的二次插层法对蒙脱石进行有机化处理,并通过XRD、IR、TEM等手段,对一次插层法和二次插层法的效果进行了比较,确定了二次插层法为一种较为理想的蒙脱石有机化方法。     

有机蒙脱石的制备新方法及性能表征

四甲基氯化铵(TMA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、双氯乙酸丙二醇酯基双十二烷基四甲基氯化二铵(双子季铵盐GQAS)作为钠基蒙脱石(Na-MMT)的改性剂,分别采用一次插层法和两次插层法对Na-MMT进行有机化改性.X射线衍射(XRD)测试表明,Na-MMT的层间距(d001)值随着改性剂碳链长度的增长而增大,采用一次插层法时,d001值依次由Na-MMT的1.30nm增大至1.34nm、2.89nm和3.72nm,而采用两次插层法时(第一次用TMA,第二次用双子季铵盐插层)OMMT的d001值增大至3.99nm.热重分析(TGA)表明Na-MMT的失重率为13.4%,双子季铵盐一次插层的有机MMT(OMMT)的失重率为40.5%,而用TMA第一次插层,双子季铵盐第二次插层的OMMT的失重率为49.8%.傅里叶变换红外光谱(FT-IR)同样证实采用两次插层法,MMT层间吸附的阳离子与有机阳离子的交换更彻底.用双子季铵盐作为改性剂、通过两次插层法制备OMMT,鲜见文献报道.     

有机蒙脱石的制备及其层间插层剂排布模式研究

本文按正交法设计了18个制备有机蒙脱石的实验,并对其进行表征.FTIR证实有机插层剂已进入蒙脱石.XRD结果表明有机蒙脱石的层间距最大达到了3.98 nm,同时根据XRD结果作者推测出蒙脱石插层结构排列演变模式为单层平卧→倾斜单层→假三层→倾斜双层.其中倾斜单层结构中能达到的最大层间距3.22 nm.     

蒙脱石的有机化及其在不饱和聚酯中的试验

本文按正交法设计了18个制备有机蒙脱石的实验,优化了制备最大层间距的蒙脱石的最佳工艺条件,并对其进行了表征,最后制备了几种不同层间距蒙脱石／不饱和聚酯树脂复合材料。FTIR证实有机插层剂已进入蒙脱石;XRD结果表明蒙脱石层间距由1．44nm增加到3．98nm;通过对复合材料力学性能测试表明：层间距(3．98nm)最大的蒙脱石制得的复合材料各项性能最好,其中冲击强度提高了217％,弯曲强度提高了355％。     

不同蒙脱石的有机插层及聚合剥离

以成因、类型、性质不同的6种蒙脱石为原料,制备了有机插层和聚酰胺6／蒙脱石纳米复合材料。研究了蒙脱石矿物类型、成分及阳离子交换容量对其有机插层及聚合剥离的影响。结果表明：有机插层蒙脱石层间距随插层剂用量及阳离子交换容量的增加而增加,低阳离子交换容量及高钠含量蒙脱石更有利于插层剥离。钠化对蒙脱石有机插层影响不明显。     

蒙脱石的湿法机械球磨剥离

以内蒙古钙基蒙脱石为原料,通过湿法改型、改性制备了钠基蒙脱石和有机蒙脱石.分别以钙基蒙脱石、钠基蒙脱石和有机蒙脱石为对象,在乙醇中湿法机械球磨、超声处理蒙脱石,利用XRD、TEM、AFM等手段研究了机械球磨法对不同层间离子的蒙脱石剥离效果.结果表明,内蒙古钙基蒙脱石湿法钠化及有机化效果良好,机械球磨法剥离钠基蒙脱石效果最佳,剥离型蒙脱石片层尺寸小于200 nm,其平均厚度约为15 nm;有机蒙脱石层间有机物具有稳定蒙脱石片层的作用,有机改性不能促进机械球磨法对蒙脱石片层的剥离.     

改性剂种类对蒙脱土结构和性能的影响

为增加蒙脱土(montmorillonite,MMT)和有机物的相容性和研究插层剂种类对MMT结构和性能的影响,采用Cu,Co和Ni无机金属阳离子,十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸盐和十二烷基苯磺酸钠等有机阴离子表面活性剂及十六烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵等有机阳离子表面活性剂作为改性剂,对蒙脱土进行一次改性和二次改性,制备出一系列改性蒙脱土.研究了改性剂种类、插层方式、插层次序对插层效果的影响.X射线衍射分析表明:一次改性时,插层剂均能进入蒙脱土的层间,改性土的层间距由1.04nm增加到1.7～3.52nm;二次改性时,先阳离子后阴离子的插层顺序有利于层间距增大(4.14nm),还可利用配位作用将二次改性剂引入金属离子一次改性MMT中,使层间距增大.改性机理研究认为:阳离子改性机理为层间离子交换,而阴离子改性机理是改性剂和MMT表面形成了氢键.沉降实验表明一次改性土和二次改性土在有机溶剂中分散能力有所增强.     

THPC改性蒙脱石的制备与表征

以四羟甲基氯化磷(THPC)为插层剂,对钠基蒙脱石(MMT)进行有机化改性.探索不同pH值条件下THPC对蒙脱石插层性能的影响.采用红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对改性后蒙脱石的形貌、结构及性能进行表征.结果表明,强酸条件更有利于THPC稳定存在与插层,插层后的蒙脱石(OMMT)的层间距及热稳定性得到提高.     

聚丙烯/尼龙6/纳米蒙脱石复合材料的制备及热性能研究

采用熔融插层法成功制备了聚丙烯(PP)/尼龙6(PA6)/有机化蒙脱石(OMMT)纳米复合材料.用X射线衍射分析(XRD)和透射电镜(TEM)观察了OMMT层间距的变化和材料的结构;用示差扫描量热法(DSC)和热重分析(TG)研究了热性能,并考察了纳米复合材料的拉伸强度.研究结果表明,OMMT的层间距由2.200 nm扩大到2.800 nm,PP/PA6合金高分子链取代了有机化蒙脱石层间的十六烷基三甲基溴化铵而进入到蒙脱石的片层间,加入质量分数为4%的OMMT的复合材料不仅使材料的拉伸强度提高了约15%,还提高了材料的热稳定性,使剩炭率增加了8.1%.     

改性剂及高密度聚乙烯插层和剥离蒙脱石的分子动力学模拟

为研究高密度聚乙烯/有机改性蒙脱石(PE-HD/OMMT)复合材料中改性剂及PE-HD对蒙脱石(MMT)插层和剥离的影响,采用分子动力学方法模拟了OMMT中不同负载量的十八烷基三甲基氯化铵阳离子(OTAC+)在MMT中的排列方式以及对MMT插层的影响.此外,搭建了PE-HD/OMMT复合材料模型,编写MS Perl脚本...     

Fe/Cr-Si柱撑蒙脱石催化剂的合成及表征

以莱西钙基膨润土为原料，研究了常规离子交换法、微波合成法、超声合成法和水热合成法对制备柱撑蒙脱石（PILM）的影响。为了得到大层间距的PILM，引入自制的有机硅溶胶，并将Fe³⁺和Cr³⁺负载到硅溶胶上，制备了一系列的Fe/Cr-Si-PILM，并用XRD、DTA-TG和SRF等进行了表征。结果表明，微波、超声和水热法均是具有应用前景的合成方法；常规离子交换法中，引入有机硅溶胶可以显著增大PILM的层间距，经300 ℃焙烧2 h后，最大的层间距为4.33 nm，热稳定性可达643 ℃。探索了Fe/Cr-Si-PILM催化剂在煤炭液化中的应用，希望能开拓PILM催化剂应用的新领域。     

DODAC对水热法插层改性蒙脱土结构和性能的影响

选用阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化铵(DODAC)作为改性剂,通过水热法插层改性钠基蒙脱土(Na-MMT).采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等手段研究了水热插层法和DODAC添加量对有机化蒙脱土结构和性能的影响.研究结果表明:水热法的插层改性效果优于常规插层改性方法,DODAC添加量对有机化蒙脱土的层间结构影响显著,随改性剂添加量增加,有机化蒙脱土的层间距变大,DODAC分子的层间堆叠方式依次由单层、双层向伪三层、类石蜡复合型结构转变.当DODAC添加量为2.0CEC时,水热插层改性效果最为明显.     

Study on ibuprofen/montmorillonite intercalation composites as drug release system

The present paper focused on the intercalation of ibuprofen (IBU) into montmorillonite as a sustained release drug carrier. The intercalation compounds were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared (FT-IR), and thermogravimetric analysis (TGA). The basal spacing of montmorillonite increased from 1.25 nm to 1.57 nm. The decomposition temperature of intercalated IBU was increased to 471 °C. The in vitro release experiments revealed that IBU was released from MMT steadily and pH dependent.     

原位接枝插层法制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料

采用原位接枝插层法制备了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.借助长链有机胺有机化的蒙脱土在溶液中与马来酸酐和少量辅助溶胀剂进行溶胀;溶胀后的有机蒙脱土再与聚丙烯、适量引发剂在Haake混炼机中进行熔融反应,得到一种聚丙烯/蒙脱土接枝插层共混物;再将接枝插层共混物按一定比例与聚丙烯在Haake混炼机中进行混炼得到聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和热失重分析仪(TGA)分别对各步骤的产物进行表征.产物的XRD和TEM分析结果表明蒙脱土完全剥离并均匀分散在聚丙烯基体中,形成了真正的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料.TGA分析结果显示出该纳米复合材料具有相当好的热稳定性.     

X‐ray diffraction studies and phase volume determinations in poly(ethylene glycol)–montmorillonite nanocomposites

Poly(ethylene glycol)–montmorillonite nanocomposites were prepared by both solution and melt intercalation methods with a range of polymer molecular weights and at a range of polymer loadings. Particular attention was given to the reliability of low‐angle X‐ray diffraction results for basal plane spacing and a sound correlation between three diffractometers was obtained (±0.005 nm). Expansion of the basal plane spacing from 1.23 nm to 1.82 nm by solution intercalation was independent of polymer molecular weight in the range 300–20 000. Furthermore, the clay expansion was independent of the method of intercalation; melt intercalation also gave d₀₀₁ = 1.82 nm irrespective of polymer molecular weight. The maximum amount of polymer intercalated by clay and the maximum loading of clay that polymer can sustain were also studied for the determination of nanocomposite formulations. The confined polymer exerts a reduced effective density (670 kg m^?3) in the galleries. Copyright © 2005 Society of Chemical Industry     

Changes of organo-montmorillonite by ball-milling in water and kerosene

An experimental study has been conducted to evaluate the changes of montmorillonite under various conditions, such as different solvent (water and kerosene), intercalation by mixing and stirred ball-milling. The montmorillonite was prepared from bentonite mined in Taitung, Eastern Taiwan. The final product of exfoliated organic montmorillonite was obtained by treatment in water and kerosene systems. The XRD results show that stirred ball-milling is an effective physical operation for breaking down the size of the clay particles and facilitating the intercalation of ammonium ions. The optimum duration for stirred ball-milling was 6 h in both systems. In water the basal spacing increased gradually from 1.27 nm to 2.41 nm with dodecylammonium ions in the case of mixing and from 3.19 to 4.55 nm for dodecylammonium and hexadecylammonium ions during 2 h of ball-milling, respectively.     

尼龙66／蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

利用熔体插层法制备了尼龙66／蒙脱土纳米材料复合材料,测试了力学性能、热性能。通过XRD、TEM等手段,研究了蒙脱土在基体中的分散情况。结果表明,蒙脱土以10－100nm的尺寸均匀分散于尼龙66中,所得到的复合物的性能较尼龙66有较大提高。     

蒙脱土结构和性质对催化不饱和脂肪酸二聚化反应的影响

钠基蒙脱土经过一次插层有机改性和二次插层有机改性后制得有机改性蒙脱土,作为催化剂用于催化不饱和脂肪酸二聚化反应制备二聚酸。采用XRD、SEM、TEM、FTIR和TG等检测手段对有机改性后蒙脱土的内层结构和性质进行分析。实验表明改性后蒙脱土层间距由1.48 nm扩大到3.82 nm,而且保持原来的夹心结构不变。蒙脱土的表面形貌和内部结构发生改变,表面变得疏松,内部层间距扩大且插层剂含量增加,分散实验表明二次插层有机改性蒙脱土在不饱和脂肪酸中分散性能优异。相同条件下,二次插层有机改性蒙脱土催化不饱和脂肪酸二聚化反应,二聚酸产率75.33%,是未改性蒙脱土催化制得二聚酸产率的2.14倍,并通过FTIR、¹H NMR和LC-MS证实合成的产物为二聚酸。     

Preparation and properties of organosoluble montmorillonite/polyimide hybrid materials

Organosoluble montmorillonite/polyimide hybrids were prepared using a monomer solution intercalation polymerization method. Montmorillonite was organo-treated with p-aminobenzoic acid and the organosoluble polyimide was based on pyromellitic dianhydride and 4,4′-diamino-3,3′-dimethyldiphenylmethane. The particle size of montmorillonite in the hybrid containing 1 wt % of montmorillonite is about 400 nm. The strength and the toughness of montmorillonite/polyimide hybrids are improved simultaneously when the montmorillonite content is below 5 wt %. The thermal stabilities of montmorillonite/polyimide hybrids are obviously improved and their thermal expansion coefficients are reduced. When the montmorillonite content is below 5 wt %, the montmorillonite/polyimide hybrids are soluble in strong aprotonic polar organic solvents. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 73: 2063–2068, 1999