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。     

OMMT对聚丙烯纳米复合材料性能的影响

采用熔融共混方法,制备了聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)/有机改性蒙脱土(OMMT)/环氧树脂(EP)纳米复合材料.研究了经EP改性前后的OMMT及其用量对复合材料力学性能、耐热性能和结晶行为的影响.结果表明:OMMT和经EP改性后的OMMT(E-OMMT)的加入,提高了复合材料的弯曲模量,同时在一定添加量时能保持材料原有的拉伸强度和冲击强度,且E-OMMT对复合材料力学性能的改善更显著,当加入质量分数为15%的E-OMMT后,材料的弯曲模量达到最大值,提高了40.7%;热变形实验表明:层状OMMT和E-OMMT的加入.提高了材料的热变形温度;通过差示扫描量热仪(DSC)分析发现:OMMT和E-OMMT降低了复合材料的结晶度.     

环氧树脂/环氧液晶/蒙脱土纳米复合材料研究

采用液晶环氧预聚物(PHQEP)与有机蒙脱土(OMMT)共混改性环氧树脂制备三元共混体系的环氧基复合材料。用X射线衍射法(XRD)测试了有机化蒙脱土在被插层前后片层间距的变化,通过DSC、TGA及SEM等对PHQEP/OMMT增韧改性环氧树脂固化体系的力学性能,热性能及微观相态结构进行了研究。结果表明:当PHQEP质量分数为5%,添加1.5%的有机蒙脱土可以使环氧树脂的冲击强度达到最大值23.43 kJ/m2,比纯环氧树脂提高2倍左右,玻璃化转变温度及5%热分解温度比纯环氧树脂分别高出15℃和27℃。PHQEP与OMMT的加入使纳米复合材料的力学性能和热性能得到明显提高。     

圆锥式强剪切混炼器对环氧树脂/有机改性蒙脱土体系性能影响的研究

为改善填充体系的混炼和分散效果,采用自行研制的强剪切混炼装置对环氧树脂(EP)/有机改性蒙脱土(OMMT)体系进行共混试验。通过对制得的试样进行冲击、拉伸、耐疲劳性能、动态力学性能测试以及X射线衍射仪(XRD)分析,来对比经过充分混炼与普通搅拌两种工艺下的复合体系中蒙脱土的分散状态以及改性效果。研究表明,通过圆锥式混炼器混炼得到的EP/OMMT复合材料与普通搅拌得到的复合材料相比,其冲击强度达到37.8 k J/m~2、拉伸强度达到89.97 MPa、循环拉伸次数达到1.37×10~5次,分别提高了26.9%、3.6%以及12.3%;其储能模量和玻璃化转变温度(T_g)高于普通搅拌得到的复合材料;其体系中的蒙脱土以完全剥离的状态分散在环氧树脂基体中,形成了性能优异的剥离结构。     

三乙烯四胺固化有机蒙脱土/环氧树脂复合体系的研究

以三乙烯四胺作为EP(环氧树脂)的常温固化剂制备EP/OMMT(有机蒙脱土)/三乙烯四胺纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)法,差示扫描量热(DSC)法等手段研究了不同配方对EP/OMMT/三乙烯四胺固化体系的凝胶时间、力学性能、热性能及OMMT的插层剥离行为等影响。结果表明:对EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料而言,90~120℃固化体系的OMMT剥离与插层效果优于室温固化体系;当固化温度为120℃时,EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料的耐湿热性能和弯曲强度均优于常温固化体系;EP/OMMT/三乙烯四胺复合材料经常温固化24 h后,其冲击强度比纯EP体系提高了7%~12%。     

环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层原位聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料,探讨了OMMT的剥离结构及其对EP/OMMT纳米复合材料热性能和力学性能等影响。结果表明:当w(OMMT)=7%时,EP/OMMT纳米复合材料的热变形温度提高了24～27℃,Tg(玻璃化转变温度)提高了20～30℃,并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

甲基乙烯基硅橡胶/有机蒙脱土母炼胶纳米复合材料的制备、结构与性能

采用溶液插层法和母炼胶混炼工艺制备了甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)/有机蒙脱土母炼胶(OMMT-MB)纳米复合材料,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对复合材料进行了表征,研究了复合材料的拉伸性能与热稳定性能,并与直接共混法制备的MVQ/有机蒙脱土(OMMT)复合材料和MVQ/白炭黑复合材料进行了对比,分析了OMMT的增强机理.结果表明,MVQ/OMMT-MB纳米复合材料中的OMMT完全剥离,且均匀分散在MVQ基体中;当OMMT质量分数为20%时,MVQ/OMMT-MB复合材料的拉伸性能优于MVQ/OMMT复合材料,拉伸强度和扯断伸长率分别增大至1.41 MPa、490%;其与MVQ/白炭黑复合材料相比,两者的拉伸强度相当,扯断伸长率增大了30%;MVQ/OMMT-MB复合材料的热稳定性略优于MVQ/OMMT复合材料,但比MVQ/白炭黑复合材料差.     

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.     

环氧树脂改性聚乳酸/低熔点尼龙6/蒙脱土纳米复合材料结构与性能

通过熔融共混法制备了环氧树脂改性聚乳酸 (ePLA)/低熔点尼龙6 (LMPA6)/蒙脱土纳米复合材料。XRD和DSC结果表明,结晶度随着有机蒙脱土（OMMT）加入量的增加呈先增加后减小的趋势。流变行为结果表明,ePLA/LMPA6/OMMT纳米复合材料的黏性响应占主导地位,另外,随着OMMT加入量的增加,储能模量和损耗模量也增加。阻隔性能测试结果表明,OMMT的加入能够有效地改善纳米复合材料的阻隔性能。热重结果表明,OMMT的加入能够显著提高纳米复合材料的热稳定性能。TEM测试结果表明,OMMT加入量较少时,OMMT容易在基体中形成均一的纳米结构。力学性能分析表明,随着OMMT质量分数的增加,纳米复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均出现先上升后下降的趋势,且当OMMT质量分数为3%时,纳米复合材料的力学性能均达到最大值,与未加OMMT时相比,分别提高了9.7%、37.8%和35.9%。     

尼龙11/蒙脱土纳米复合材料形态和性能研究

通过熔融共混法成功地制备了不同含量蒙脱土的尼龙11/蒙脱土纳米复合材料,利用X衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了尼龙11/蒙脱土纳米复合材料的微观结构。结果表明,当蒙脱土质量分数小于2%时,形成了剥离型的纳米复合材料,当蒙脱土质量分数超过2%时形成了插层型的纳米复合材料。热重分析表明当蒙脱土质量分数为2%时,纳米复合材料的热分解温度比纯尼龙11提高了27℃。不同蒙脱土含量的纳米复合材料悬臂梁冲击强度均比纯尼龙11的高,但其拉伸强度在蒙脱土质量分数小于8%时降低,以后随蒙脱土含量的增加而提高。     

BIIR/EPDM/OMMT纳米复合材料的结构与性能研究

选择实验室自制有机蒙脱土(OMMT),采用机械共混法制备了溴化丁基橡胶/三元乙丙橡胶/OMMT(BIIR/EPDM/OMMT)纳米复合材料。利用X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜分析(SEM)考察了复合材料的亚微观结构,表明成功制备出了BIIR/EPDM/OMMT纳米复合材料;不同OMMT含量的复合材料的力学性能测试结果表明:当OMMT用量为5份时,拉伸强度和撕裂强度分别提高了44%和43%;另外对纳米复合材料的硫化特性及表观交联密度进行了对比分析。     

A Study on Structure and Mechanical Properties of Polyurethane/Organic-Montmorillonite Nanocomposites

The intercalated nanocomposites of polyurethane (PU) with organic-montmorillonite (OMMT) treated by cetryltrimethyl ammonium bromide was prepared. The interlayer spacing of PU/OMMT nanocomposites was 3–4 nm. The interface interaction of PU/OMMT nanocomposites was improved compared to that of PU/montmorillonite (MMT) composites. The orderly arrangement of the PU chains was hindered because of strong interface interaction between the silicate layers dispersed in the nanometer and PU chains. By adding 2 wt% OMMT to PU, tensile strength and tear strength of the PU/OMMT composites were increased from 10.5 MPa and 36.4 KN/m to 13.8 MPa and 42.2 KN/m, respectively. The tensile strength and tear strength increased with OMMT content firstly, reaching its maximum when the OMMT content was 8 wt%. After that, the tensile strength and tear strength decreased with the further increase of the OMMT content. Compared to that of PU, the elongation at break of the PU/OMMT nanocomposites increased, indicating that the stretch of PU/OMMT nanocomposites increased.     

机械共混法制备NR/SBR/OMMT纳米复合材料及其性能

选择不同牌号的有机蒙脱土（OMMT）,利用机械共混法制备了NR/SBR/OMMT纳米复合材料。测试了复合材料的力学性能,选择出了最佳牌号OMMT。不同含量的OMMT与共混胶复合后力学性能的测试结果表明：当OMMT含量仅为3份时,拉伸强度和断裂强度分别提高了90％和63%;利用X射线衍射和透射电子显微镜研究了复合材料的亚微观结构,观察结果显示制备出了分散均匀的剥离型NR/SBR/OMMT纳米复合材料,同时OMMT在轮船工业配方中的优异性能预示其良好的应用前景。     

熔融插层法制备聚乳酸/有机蒙脱土纳米复合材料及其性能研究

以新疆地产蒙脱土和聚乳酸为原料,通过熔融插层的方法制备了聚乳酸(PLA)/有机蒙脱土（OMMT）纳米复合材料。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪等对复合材料的微观结构、形貌及热稳定性进行了表征和分析。研究表明,PLA大分子链已经插入OMMT片层间,层间距明显增大,形成PLA/OMMT纳米复合材料,体系的相容性良好。PLA/OMMT纳米复合材料的热失重曲线移向高温端,其热分解温度提高。PLA/OMMT纳米复合材料的熔点、维卡软化点、冲击强度、拉伸强度、热稳定性均比PLA基体有明显的提高。PLA/OMMT纳米复合材料的降解性初步研究表明其是一种良好的生物可降解环保塑料。     

PBT/OMMT纳米复合材料的性能研究

采用原位聚合方法制备了聚时苯二甲酸丁二酯(PBT)/有机膨润土(OMMT)纳米复合材料.结果表明,含质量分数3%左右OMMT的PBT/OMMT纳米复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度较纯PBT分别提高16.5%、11.3%和9.9%,热稳定性小幅提高.OMMT与阻燃剂混合使用,可大幅提高材料的阻燃性能,较纯PBT...     

Study on Polyurethane/MDI-Modified-Organic Montmorillonite Nanocomposites

Polyurethane (PU)/MDI-modified-organic montmorillonite (MOMMT) nanocomposites were prepared by in situ polymerization and intercalation technology. Compared with that of organic montmorillonite (OMMT), the interlayer spacing of MOMMT was increased from 1.50 nm to 2.05 nm because MDI was grafted on the surface of the silicate layers through reaction between MDI and -OH. The dispersion of silicate layers in PU/MOMMT nanocomposites was better than that of silicate layers in PU/OMMT nanocomposites. Compared with those of PU/OMMT nanocomposites, the tensile strength and tear strength of PU/MOMMT nanocomposites were increased, and the MOMMT showed a higher stiffened effect. Because of the improvement of the dispersion and interfacial interaction, the temperature of initial weight loss of PU/MOMMT nanocomposites was higher than that of PU/OMMT nanocomposites, so PU/MOMMT nanocomposites had better thermal stability.     

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。     

Morphology,mechanical properties,and thermal stability of rigid PVC/clay nanocomposites

PVC/Poly(ε‐caprolactone) (PCL)/organophilic‐montmorillonite (OMMT) and PVC/Polylactide (PLA)/OMMT nanocomposites were prepared by a two‐step process. PCL/OMMT and PLA/OMMT master batches were prepared by melt blending using a two‐roller mill first, and then they were blended with PVC via extrusion. PVC/OMMT nanocomposites were also prepared using a two‐roller mill. Morphology, mechanical properties, and thermal stability were investigated. The formation of exfoliated or intercalated nanocomposites was confirmed by X‐ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). Only the PVC/PCL/OMMT nanocomposite showed both higher tensile strength and stiffness than unfilled PVC. Atomic force microscopy (AFM) indicated dependency of this behavior not only on the clay dispersion, but also on the adhesion between the OMMT and the polymer matrix. Furthermore, scanning electron microscopy (SEM) showed that the large plastic deformation of the PVC/PCL matrix also contributed to the strength increase of the PVC nanocomposites. The effect of PCL/OMMT on the improvement of the thermal stability of PVC was remarkable while the effect of PLA/OMMT was moderate. POLYM. ENG. SCI., 2011. © 2010 Society of Plastics Engineers.