PS/OMMT纳米复合材料制备技术的研究

对潍坊某地的膨润土(MMT)原料进行提纯、用碳酸钠作为钠化剂进行钠化改型及有机改性,将之与聚苯乙烯(PS)复合制备出PS/OMMT纳米复合材料。重点研究了不同浓度的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性剂对MMT层间距的影响以及OMMT用量对复合材料力学性能的影响。结果表明:加入的十六烷基三甲基溴化铵浓度为40%时改性效果最好,得到的OMMT的层间距更大,可达到2.38 nm。在PS中加入OMMT以后,随着加入OMMT量的增多材料的拉伸强度和断裂强度分别提高了3 MPa和2 MPa,在OMMT用量为5%时,均达到10MPa,此时所得PS/OMMT纳米复合材料的高温热分解率达到6%,阻燃性能最好。OMMT的加入使纳米复合材料水平燃烧速度下降至9 mm/min,氧指数增加了3%,耐高温性能和阻燃性能增强。     

新型有机蒙脱土的制备及其在聚丙烯改性中的应用

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB） 、环氧树脂（EP）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、十八胺(ODA)对钠基蒙脱土(MMT)进行干法插层改性, 分别制备了CMMT、EMMT、IMMT和OMMT等新型有机蒙脱土,并对聚丙烯(PP)进行熔融改性制得PP/OMMT纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪 、透射电子显微镜、差示扫描量热仪等分析手段对新型有机蒙脱土及纳米复合材料的结构形态及性能进行了研究。结果表明,OMMT层间距由蒙脱土的1.5626 nm扩大到4.2828 nm, OMMT片层均匀分散在PP基体中;当OMMT含量为5 %（质量分数,下同）时,纳米复合材料拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度分别比纯PP提高了25.9 %、17.1 %和127.1 %;同时,加入OMMT后,PP的结晶度先升高后降低。     

原位聚合法制备有机蒙脱土/聚碳酸酯二醇型热塑性聚氨酯弹性体复合材料

用十六烷基三甲基溴化铵改性钠基蒙脱土(MMT),以聚碳酸酯二醇(PCDL)为软段,4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯/1,4-丁二醇为硬段,采用两步原位聚合法制备了插层型有机蒙脱土(OMMT)/PCDL型热塑性聚氨酯弹性体(PCU)复合材料,通过傅里叶变换红外光谱和X射线衍射法表征了OMMT和复合材料,并考察了OMMT含量对复合材料耐热性能、结晶性能及物理机械性能的影响。结果表明,OMMT层间距由MMT的1.217 nm扩大到1.856 nm,复合材料的层间距扩大至3.425 nm;复合材料的耐热性能、结晶性能和物理机械性能均优于纯PCU,当OMMT质量分数为1%时,复合材料的耐热性能最佳;当OMMT质量分数为3%时,复合材料的结晶性能和物理机械性能最佳。     

柑橘皮纤维素/聚磷酸铵/三聚氰胺/聚乙烯醇复合膜的制备及其性能

柑橘皮经酸解、碱解制得微晶纤维素(MCC),MCC协同聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MA)作为聚乙烯醇(PVA)的改性材料,采用溶液共混、流涎成膜制得MCC/APP/MA/PVA的复合材料,考察了MCC/APP/MA (MAM)的用量及改性对复合材料性能的影响。用红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对复合材料性能进行表征和分析。FTIR显示柑橘皮中木质素、果胶等物质大部分已被有效去除,MCC成功制得。TG、DSC分析表明,当MAM质量分数为17%时,PVA/MAM的复合材料热稳定性最好;添加MAM后使复合材料的力学性能下降,用硅烷偶联剂对MAM改性,可以使复合材料的力学性能提高; XRD显示在MAM添加量少时,晶型与PVA相同,到29%时纤维素的晶型显示出来,同时形成一新的晶型; MAM含量为17%时复合材料,表面光滑,无孔洞;而MAM的含量为29%时,孔洞较多,有团聚现象。     

阻隔性尼龙611／有机蒙脱土纳米复合材料的研究

以11-氨基十一酸对蒙脱土(MMT)进行有机化改性,采用原位聚合法制备了尼龙611/有机蒙脱土(OM-MT)纳米复合材料.通过傅立叶变换红外光谱仪研究了OMMT及尼龙611/OMMT纳米复合材料的化学结构,使用扫描电子显微镜观察了纳米复合材料的形貌.详细考察了OMMT含量对尼龙611/OMMT纳米复合材料阻隔性能和力学性能的影响,探讨了OMMT的阻隔机理.结果表明,MMT经有机化改性后,其片层在尼龙基体中分散均匀,并与尼龙基体发生键合作用,使尼龙611分子的内聚力增强,分子链堆积程度提高,极大地提高了阻隔性能;OMMT质量分数为3%时,材料的拉伸强度达到最大值,但在常温、低温下冲击强度略有下降.     

有机蒙脱土对低蛋白天然橡胶的补强作用研究

对片层结构的蒙脱土(MMT)进行表面改性,由改性的有机蒙脱土(OMMT)对低蛋白天然橡胶(LPNR)进行补强,采用机械混炼法制备LPNR/OMMT复合材料,研究OMMT对LPNR/OMMT复合材料性能的影响。结果表明:MMT适合采用双十八烷基二甲基氯化铵改性;随着OMMT用量增大,LPNR/OMMT复合材料的交联网络结构、物理性能、抗压缩永久变形性能和耐老化性能明显改善;当OMMT用量为8份时,复合材料的综合性能最佳。OMMT对LPNR的补强研究可以为改善LPNR的性能提供参考,有助于扩大LPNR的应用领域。     

MAH/MMA共接枝PEW/有机蒙脱土复合材料的制备与耐热性研究

用熔融接枝法对有机蒙脱土(OMMT)/聚乙烯蜡(PEW)进行马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)双单体共接枝改性,考察了MAH含量、MMA含量、OMMT含量等因素对PEW的接枝率的影响.结果表明:当MAH、MMA、OMMT质量含量分别为5%、3%、10%时,得到PEW的接枝率为3.5%左右.热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)的结果表明改性PEW/有机蒙脱土复合材料的熔融温度和热分解温度比PEW分别高7.7℃和23.4℃,热重与红外联用(TGA-FTIR)分析表明在183.24℃时,改性PEW/有机蒙脱土复合材料开始分解.制得的改性PEW/有机蒙脱土复合材料具有较好的耐黄变性能,在220℃下挤出加工不变色.     

原位聚合制备尼龙610/改性蒙脱土纳米复合材料的研究

采用增塑剂N-甲基苯磺酰胺对蒙脱土(MMT)进行改性,通过原位聚合法制备了尼龙(PA)610/改性MMT纳米复合材料。研究了改性MMT用量对PA610/改性MMT纳米复合材料性能的影响。结果表明,当改性MMT的质量分数为4%时,纳米复合材料的冲击强度和拉伸强度达到最大值,断裂伸长率则随着改性MMT用量的增加而降低。扫描电子显微镜观察发现,改性MMT均匀分散在PA610基体中。     

胶合板用脲醛树脂胶粘剂的纳米改性

以MMT(蒙脱土)或OMMT(有机蒙脱土)作为改性剂,两者分别在UF(脲醛树脂)合成的不同阶段(加成阶段、缩聚阶段和缩聚后期)中以同一投料比引入体系中,制备相应的改性UF胶粘剂。研究结果表明:当n(F):n(U)=1.2:1、w(MMT或OMMT)=2%(相对于尿素总质量而言)时,MMT和OMMT的引入,能使相应改性UF胶粘剂的某些性能(如黏度、固含量、胶接强度和固化时间等)增加、游离甲醛含量降低;OMMT的改性效果优于MMT,并且OMMT在加成阶段投入时降醛效果明显,在缩聚阶段投入时补强效果明显。     

有机MMT对高密度聚乙烯改性的研究

采用十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和双十八烷基二甲基氯化铵4种阳离子表面活性剂对钠基蒙脱土(MMT)进行有机化处理,制备了有机MMT(OMMT)。将OMMT与高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融插层制备了HDPE／OMMT纳米复合材料,研究了OMMT的层间距同季铵盐烷基链的关系。结果表明,OMMT的层间距随烷基链长度的增加而增大;随着OMMT含量的增加,HDPE／OMMT纳米复合材料的断裂伸长率和拉伸强度降低,弯曲弹性模量增加,弯曲强度出现极大值,使该纳米复合材料的力学性能得到了一定的改善。     

PB-TPE/OMMT复合材料的结构与性能研究

采用烷基季铵盐类有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对蒙脱土（MMT）进行了改性处理,制备了有机化蒙脱土（OMMT）,并对聚丁烯-1热塑性弹性体（PB-TPE）进行了马来酸酐接枝改性（PB-TPE-g-MAH）。以PB-TPE-g-MAH为相容剂,通过熔融插层法制备了PB-TPE-g-MAH/OM-MT纳米复合材料。采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）、X-衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等手段分析了材料结构。结果表明：OMMT在PB-TPE-g-MAH体系中得到了插层和部分剥离,使有机蒙脱土片层间距由原来的1.96 nm增加到3.81 nm。与不含蒙脱土的PB-TPE相比,PB-TPE-g-MAH/OMMT纳米复合材料的拉伸性能得到明显提高。     

阴离子开环聚合制备尼龙6/蒙脱土复合材料及其性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂对无机蒙脱土进行处理制得有机蒙脱土（OMMT），然后采用阴离子开环聚合，制备了尼龙6／蒙脱土复合材料。用FT-IR、TG和XRD对有机蒙脱土的插层情况进行了表征。结果表明，插层剂已插入蒙脱土片层中；当OMMT用量为2％时，复合材料的熔点最高，结晶度最大，力学性能最好。     

剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对蒙脱土进行了有机化处理,使蒙脱土由亲水性变成亲油性。采用XRD、FTIR及TEM研究了有机蒙脱土及其在酚醛树脂中的剥离行为,制备了酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其层间剪切性能和烧蚀性能。实验结果表明,经CTAB处理的蒙脱土与酚醛树脂具有良好的相容性,且CTAB的含量较多时所制得的有机蒙脱土的结构较好,根据Bragg方程计算,CTAB用量超过蒙脱土量50%时,蒙脱土的片层间距由原来的1.48 nm增加到2.33 nm;有机蒙脱土用量小于5%时生成完全剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料;与碳布增强酚醛树脂复合材料相比,碳布增强酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能和烧蚀性能均有一定的提高和改善,层间剪切强度随蒙脱土含量的增多而增大,蒙脱土用量为15%时,层间剪切强度提高了27.1%,线烧蚀率在用量为3%时降低了48.5%,质量烧蚀率变化不明显。     

尼龙12/OMMT纳米复合粉末的制备及性能

利用十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)对蒙脱土(MMT)进行有机改性,并通过溶液插层法制备尼龙12/有机蒙脱土(PA12/OMMT)纳米复合粉末。利用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜等手段对改性后的MMT及PA12/OMMT纳米复合粉末的结构和微观形貌进行表征,并将复合粉末热压成型制成标准件,测试其力学性能和热性能。结果表明,经过有机改性,MMT的层间距由1.24 nm增加到了2.13 nm,且改性后的MMT能均匀地分散在PA12基体中,PA12/OMMT纳米复合粉末的成型件在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和热性能方面都优于纯PA12粉末。PA12/OMMT纳米复合粉末为选择性激光烧结技术(SLS)提供了一种性能良好的粉末材料。     

Organic–inorganic hybrids containing polyimide,organically modified clay and in situ formed polydimethylsiloxane

A series of organic–inorganic hybrid consisting of polyimide (PI) prepared from pyromellitic dianhydride (PMDA) and 4,4′-oxydianiline (ODA), organically modified montmorillonite (OMMT) and polydimethylsiloxane (PDMS) were successfully prepared by in situ sol–gel process. OMMT was prepared by surface treatment of montmorillonite (MMT) with hexadecyltrimethylammonium bromide. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that the OMMT layers were exfoliated into the polymer matrix at 2% of OMMT content. The PI–OMMT–PDMS hybrids at 2% of OMMT content were transparent when PDMS content was less than 5%. The PI–OMMT–PDMS hybrid showed better tensile modulus, strength and elongation at break than that of pristine PI due to the reinforcement effect of OMMT and toughening effect of PDMS. The thermal stability of hybrids such as the decomposition temperature and weight residue at 800 °C also increased with the increase of PDMS content as evidenced by thermogravimetric analysis (TGA).     

尼龙-6/蒙脱土的制备及用聚丁二烯改性的研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂对无机蒙脱土进行处理制备有机蒙脱土,采用原位聚合法制备尼龙-6/OMMT纳米复合材料,并在聚合过程中添加聚丁二烯合成PA-6/PB/OMMT纳米复合物.用FT-IR,XRD等对复合材料进行表征,并进行力学性能分析.实验表明,PB的加入能相对提高尼龙-6/OMMT的冲击强度,在PB含量为3%时,复合材料的拉伸性能和冲击性能较好.     

Improvement of mechanical,thermal and antimicrobial properties of organically modified montmorillonite loaded polycaprolactone for food packaging

The aim of this study is to evaluate the biodegradable packaging materials which will be an alternative to traditional synthetic packaging materials. For this purpose, packaging films containing polycaprolactone (PCL), montmorillonite (MMT), and organically modified montmorillonite (OMMT) were prepared by solution casting method, and the mechanical, physical, structural, antimicrobial, and antifungal properties of these films were examined. Cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) was used for the modification of montmorillonite. The structural properties of the prepared films were characterized by attenuated total reflection-Fourier transform infrared, X-ray powder diffraction, thermogravimetric analysis, and scanning electron microscopy. The PCL/OMMT structure was found to be thermally more stable than the PCL/MMT structure. The addition of OMMT to PCL improved the thermal and mechanical properties of the films compared with the pure PCL and PCL/MMT films. In addition, adding MMT/OMMT to the PCL caused an increase in the hardness of the films. In the antimicrobial analysis, while no inhibition effect was observed in PCL/MMT films, PCL/OMMT films showed inhibition effect against Staphylococcus aureus. Antifungal tests performed with the prepared films showed that the film-wrapped bread did not deteriorate for 40 days. It is thought that PCL/MMT and PCL/OMMT films prepared in this study will provide an advantage in applications as packaging material.     

SEBS/蒙脱土复合材料结构及热性能研究

采用十二烷基三苯基溴化膦(DTPB)改性钠基蒙脱土(Na+-MMT),利用熔融插层法制备氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)/蒙脱土复合材料。采用X射线衍射仪、红外光谱仪、场发射扫描电镜、热重分析仪对样品进行结构表征和性能测试,比较不同有机化蒙脱土(OMMT)对SEBS/OMMT复合材料的影响。结果表明:无论是MMT还是OMMT都起到了阻止SEBS热失重进程的发展,且携带苯基的DTPB有机改性剂有利于OMMT与SEBS复合材料的相容性。