聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料

论文摘要

聚合物/蒙脱土纳米复合材料由于其优异性能已引起了研究者们的广泛关注。本文使用三种不同的方法制备了PVC/有机蒙脱土纳米复合材料。在实验中将有机蒙脱土的制备和纳米复合材料的成型有机的结合在一起,成功的用熔融插层法制备了PVC/有机蒙脱土纳米复合材料。 在实验中第一种方法是将蒙脱土经阳离子十六烷基三甲基溴化铵(CATB)交换处理有机化,再与PVC熔融复合制备纳米复合材料。第二种方法是先用硅烷偶联剂对蒙脱土进行处理,再吸附水溶性单体丙烯酰胺(AM)和高温引发剂,之后再与PVC熔融复合,在纳米复合材料成型过程中引发丙烯酰胺聚合,制备纳米复合材料。第三种方法是将阳离子有机化的蒙脱土经溶有低温引发剂的油溶性单体(BA和MMA)超声淋洗后,在蒙脱土烘干进程中原位引发聚合,实现了蒙脱土的有机化,再与PVC熔融复合制备纳米复合材料。 用XRD和TEM等测试表征,表明三种方法均能成功制备纳米复合材料。对制备的纳米复合材料的力学性能加以考察,发现按第三种方法制备的纳米复合材料的拉伸和冲击强度均大幅度提高。DSC、TGA和维卡软化温度表征有机蒙脱土的PVC纳米复合材料的热稳定性提高,但T_g较纯PVC略下降,维卡软化温度和不同的蒙脱土有机化方法有关。

论文目录

• 第一章 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 蒙脱土的分析
• 1.2.1 蒙脱土的结构
• 1.2.2 蒙脱土的特性
• 1.3 蒙脱土的表面修饰和有机化处理
• 1.3.1 蒙脱土的表面修饰
• 1.3.2 蒙脱土的有机化处理
• 1.4 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的结构及制备方法
• 1.4.1 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的结构
• 1.4.2 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备方法
• 1.5 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的插层反应机理分析及结构表征
• 1.5.1 聚合物/蒙脱土插层的热力学
• 1.5.2 聚合物/蒙脱土插层的动力学
• 1.5.3 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的结构表征
• 1.6 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究状况
• 1.6.1 热塑性通用塑料/蒙脱土纳米复合材料的研究
• 1.6.1.1 聚烯烃类（PP、PE）
• 1.6.1.2 聚苯乙烯（PS）
• 1.6.1.3 聚氯乙烯（PVC）
• 1.6.2 热塑性工程塑料/蒙脱土纳米复合材料的研究
• 1.6.2.1 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
• 1.6.2.2 聚酯类（PET、PBT、PTT）
• 1.6.2.3 聚酰胺类（PA）
• 1.6.3 热固性塑料/蒙脱土纳米复合材料的研究
• 1.6.3.1 环氧树脂（EP）
• 1.6.3.2 酚醛树脂（PF）
• 1.6.4 其它树脂类
• 1.7 PLS纳米复合材料的展望
• 1.8 本论文研究的目的及意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验主要原料和设备
• 2.1.1 主要原料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 纳米复合材料制备及表征工艺流程
• 2.3 测试表征
• 第三章 蒙脱土阳离子有机化制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料
• 3.1 实验背景及实验思路
• 3.2 实验部分
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 阳离子有机化蒙脱土表征分析
• 3.3.1.1 阳离子有机化蒙脱土 XRD分析
• 3.3.1.2 阳离子有机化蒙脱土 FTIR分析
• 3.3.2 PVC/OMMT纳米复合材料的 XRD分析
• 3.3.3 PVC/OMMT纳米复合材料的力学性能
• 3.3.4 PVC/OMMT纳米复合材料的 TEM照片分析
• 3.3.5 PVC/OMMT纳米复合材料的 DSC分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 蒙脱土水溶性单体有机化制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料
• 4.1 实验背景及实验思路
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 丙烯酞胺化蒙脱土的表征分析
• 4.3.1.1 吸附 AM蒙脱土 FTIR分析
• 4.3.1.2 吸附 AM蒙脱土 XRD分析
• 4.3.1.3 吸附 AM蒙脱土 DSC分析
• 4.3.2 PVC/ HDPE/ AM-MMT纳米复合材料的 XRD分析
• 4.3.3 PVC/ HDPE/ AM-MMT纳米复合材料的 TEM和 SEM分析
• 4.3.4 PVC/ HDPE/ AM-MMT纳米复合材料的力学性能
• 4.3.5 PVC/ HDPE/ AM-MMT纳米复合材料的 DSC分析
• 4.3.6 PVC/ HDPE/ AM-MMT纳米复合材料的 TGA分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 蒙脱土油溶性单体有机化制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料
• 5.1 实验背景及实验思路
• 5.2 实验部分
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 吸附 BA（或 MMA）的蒙脱土 XRD分析
• 5.3.2 PVC/BA-MMT（或 MMA-MMT）纳米复合材料的XRD分析
• 5.3.3 PVC/BA-MMT（或 MMA-MMT）纳米复合材料的力学性能
• 5.3.4 PVC/BA-MMT（或 MMA-MMT）纳米复合材料的维卡温度分析
• 5.3.5 PVC/BA-MMT（或 MMA-MMT）纳米复合材料中有机蒙脱土的结构模型分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献