PMMA-埃洛石納米復合材料的制備及機械性能研究.pdf

1、埃洛石納米管(halloysite nanotubes, HNTs)由于具有優(yōu)越的熱穩(wěn)定性、補強性、耐腐蝕性等特點一直作為重要填料之一廣泛應用于橡膠、塑料等領(lǐng)域。然而HNTs由于表面羥基的存在導致其表面能態(tài)較高,在基體中較易團聚,影響納米復合材料的性能,從而限制了HNTs的應用,針對此問題通常采用不同手段對HNTs進行表面改性,可在一定程度上改善其在聚合物基體中的分散,卻也使得納米復合物的制備流程變得更加繁瑣。
　　本論文選用甲基

2、丙烯酸甲酯(MMA)作為聚合物基體,分別與少量陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和陰離子單體2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)在懸浮體系中合成離子型共聚物,同時原位添加外表面顯負電性、內(nèi)表面顯正電性的未改性HNTs,根據(jù)正負電荷之間靜電相互作用原理,制備聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/HNTs復合微球并制成納米復合材料。通過1H-NMR、Zeta電位分析、FT-IR、SEM以及GPC等手段對復合微球的制備、共聚物基體

3、與HNTs間的靜電相互作用以及陰陽離子單體和HNTs的加入對PMMA的微球形貌和分子量的影響進行表征,并對納米復合材料的機械性能進行對比研究。
　　結(jié)果分析表明,復合微球中PMMA基離子型共聚物成功制備;離子單體的引入對PMMA的微球形貌和分子量均無明顯影響,而HNTs的加入則對PMMA的微球形貌和分子量均有微弱影響。將陽離子單體DMC作為共聚單體時,共聚物基體與HNTs間具有較強的靜電相互作用;而將陰離子單體APMS作為共聚單體

4、時,共聚物基體與HNTs間具有較弱的靜電相互作用;當陽離子單體DMC作為共聚單體并原位填充一定比例的HNTs時,納米復合材料的機械性能有較大程度的提升,尤其是彎曲強度提升最為顯著。其中,當DMC和HNTs的添加比例分別為10vol％和1.5wt%時,納米復合材料的拉伸強度和彎曲強度分別比純PMMA提高了47.5%和164.9%;當陰離子單體AMPS作為共聚單體并原位填充HNTs時,納米復合材料的機械性能較純PMMA相比也有一定程度的提升