丙烯酸調(diào)控水滑石結(jié)構(gòu)及接枝反應(yīng)制備聚丙烯-水滑石復(fù)合材料.pdf

1、水滑石（LDH）是一種環(huán)境友好型無(wú)機(jī)材料，可以作為填料加入到聚烯烴中，不僅可以節(jié)約不可再生資源，還可以使聚烯烴獲得更加優(yōu)異的性能，從而逐漸成為研究熱點(diǎn)。本文通過(guò)離子交換法將十二烷基磺酸鈉先插入MgAl-CO3型水滑石層間以撐大層間距，使丙烯酸（AA）插層變得更容易，再將丙烯酸引入層間。將得到的十二烷基磺酸鈉/丙烯酸插層的水滑石（AA-LDH）與聚丙烯（PP）、過(guò)氧化物引發(fā)劑共混之后于雙螺桿擠出機(jī)中擠出，通過(guò)熔融插層反應(yīng)和接枝反應(yīng)制備聚丙

2、烯/水滑石復(fù)合材料，得到最佳工藝條件，并通過(guò)差示掃描量熱儀（DSC）研究復(fù)合材料的結(jié)晶行為。本文將為制備性能優(yōu)異的PP/LDH復(fù)合材料提供一定的理論基礎(chǔ)。主要研究論證如下：
　　1.采用離子交換法制備十二烷基磺酸鈉和丙烯酸同時(shí)改性的水滑石，考察了離子交換反應(yīng)過(guò)程中的pH值、溫度、時(shí)間、AA與LDH的摩爾比等因素對(duì)離子交換反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的控制，可以由碳酸根型水滑石前體得到十二烷基磺酸鈉和丙烯酸插層的水滑石。

3、采用X射線衍射儀（XRD）、傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）手段證實(shí)了十二烷基磺酸鈉和丙烯酸已經(jīng)取代水滑石層間原有的CO32-進(jìn)入水滑石層間。通過(guò)層間距的變化量、插層率的計(jì)算和層間CO32-的殘余量得到離子交換法的最佳反應(yīng)條件為：pH=4、T=70℃、t=3h、AA/LDH的摩爾比為1。
　　2.采用單一變量法研究了化學(xué)參數(shù)（接枝單體用量、引發(fā)劑用量）和加工參數(shù)（螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿溫度）對(duì)AA-LDH和PP接枝反應(yīng)的影響。通過(guò)FT-

4、IR測(cè)定接枝產(chǎn)物的接枝率、測(cè)定復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度、測(cè)定凝膠率來(lái)比較，得到最佳工藝條件為：PP用量為100g時(shí)，SDS/AA-LDH用量為5.0g， DCP用量為0.2g，螺桿溫度為190℃，螺桿轉(zhuǎn)速為5Hz。此時(shí)的接枝率有最大值為1.45 wt％。
　　3.通過(guò)研究復(fù)合材料的等溫結(jié)晶行為發(fā)現(xiàn)，PP/AA-LDH復(fù)合材料的結(jié)晶速率隨著 AA-LDH含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，接枝率高的復(fù)合材料的結(jié)晶速率越大。在添