改性蒙脱土及其对聚乙烯稳定性的影响研究

论文摘要

本文研究了天然蒙脱土的钠化、有机改性的工艺条件,并通过IR、XRD等仪器表征了天然蒙脱土钠化、有机改性前后的结构变化;采用熔融插层法制备了聚乙烯/有机蒙脱土（PE/O-MMT）复合材料。通过特性黏度、扫描电镜分析了聚乙烯/有机蒙脱土（PE/O-MMT）复合材料样品膜在人工加速老化实验下的光氧化降解特性。主要结论如下:1.以碳酸钠为钠化剂对天然蒙脱土进行钠化。实验结果表明:当钠化剂用量为蒙脱土质量的6%、反应温度为70℃、反应时间为2 h、矿浆浓度为10%时,钠化效果最佳。蒙脱土钠化后的膨胀容、阳离子交换容量分别由原矿的8 mL/g、58.5 mmol/100g提高到45.5 mL/g、116.5 mmoL/100g。X衍射分析表明,蒙脱石d（001）面的值由原来的1.543 nm变为1.251 nm。2.用两性表面活性剂十二烷基甜菜碱为有机改性剂对蒙脱土（MMT）进行有机改性,使其变为有机蒙脱土（O-MMT）。实验结果表明:当有机改性剂与钠基蒙脱土阳离子交换容量的摩尔比为1.5∶1、反应温度为70℃、反应时间为6 h时,有机改性效果显著。有机蒙脱土的沉降体积、吸油值分别由钠基蒙脱土的2.2 mL/g、0.4501 g/g提高到3.6 mL/g、0.7837 g/g。用IR、XRD对有机蒙脱土进行了结构表征。3.用熔融插层法制备聚乙烯/有机蒙脱土（PE/O-MMT）复合材料。通过特性黏度分析不同含量有机改性蒙脱土的聚乙烯/有机蒙脱土（PE/O-MMT）复合材料样品膜在人工加速老化实验下的光降解特性,并用扫描电镜分析了有机蒙脱土含量为0%和4%的聚乙烯/有机蒙脱土（PE/O-MMT）复合膜表面形貌。结果表明,有机改性蒙脱土（O-MMT）能有效提高聚乙烯的光降解稳定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 蒙脱土钠化改型的研究概述
• 1.1.1 蒙脱土的结构
• 1.1.2 蒙脱土的一些物理化学性质
• 1.1.3 蒙脱土的钠化改型
• 1.2 蒙脱土的有机改性
• 1.2.1 有机改性的方法
• 1.2.2 影响有机改性的因素
• 1.2.3 主要的有机改性剂
• 1.2.4 有机膨润土的发展趋势
• 1.3 聚烯烃/蒙脱土复合材料
• 1.3.1 聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料的制备方法
• 1.3.2 聚乙烯的性能和用途
• 1.3.3 聚乙烯/蒙脱土复合材料的研究概述
• 1.4 论文研究的内容和意义
• 1.4.1 论文研究的主要内容
• 1.4.2 论文研究的意义
• 第二章 天然蒙脱土钠化的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料和试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 天然蒙脱土矿的分析
• 2CO₃的用量对蒙脱土钠化的影响'>2.3.2 Na₂CO₃的用量对蒙脱土钠化的影响
• 2.3.3 反应时间对蒙脱土钠化的影响
• 2.3.4 反应温度对蒙脱土钠化的影响
• 2.3.5 矿浆浓度对蒙脱土钠化的影响
• 2.3.6 蒙脱土钠化前后的XRD分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 蒙脱土有机改性的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料和试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 MMT及OMMT在液体石蜡中的沉降时间与沉降体积的关系
• 3.3.2 有机改性剂的用量对蒙脱土有机改性的影响
• 3.3.3 反应温度对蒙脱土有机改性的影响
• 3.3.4 反应时间对蒙脱土有机改性的影响
• 3.3.5 钠化、有机蒙脱土的瓜分析
• 3.3.6 钠化、有机蒙脱土的XRD分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 有机蒙脱土对聚乙烯稳定性的影响研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料和试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 蒙脱土的加入对复合材料力学性能的影响
• 4.3.2 外观及强度分析
• 4.3.3 黏度变化
• 4.3.4 扫描电子显微镜分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文的主要结论
• 5.1.1 天然蒙脱土钠化的研究
• 5.1.2 蒙脱土有机改性的研究
• 5.1.3 有机蒙脱土对聚乙烯稳定性的研究
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录