原位插層硅樹脂-蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及性能.pdf

1、有機(jī)硅樹脂具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、電絕緣性能、憎水性和耐候性能，但耐溶劑性和力學(xué)性能等方面存在著不足，限制了其應(yīng)用范圍。本研究采用溶液插層原位聚合法，利用有機(jī)蒙脫土對硅樹脂進(jìn)行改性，提高硅樹脂阻隔性能和耐高溫性能的同時，還可改善硅樹脂力學(xué)性能。
　　 首先通過離子交換，將十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)插層進(jìn)入鈉基蒙脫土(Na-MMT)片層中，制備有機(jī)蒙脫土(OMMT)，用X射線衍射(XRD)對鈉基蒙脫土和有機(jī)蒙脫土進(jìn)行了測定，結(jié)果

2、表明：CTAB插層進(jìn)入了蒙脫土的片層之間，顯著增加了蒙脫土的層間距。
　　 采用超聲波技術(shù)，原位插層聚合制備了甲基苯基硅樹脂/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。利用XRD，掃面電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)等方法研究了復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及超聲波時間對蒙脫土分散性影響。結(jié)果表明：蒙脫土片層間距隨著超聲波時間增加而增加，當(dāng)超聲波時間低于20min時，有機(jī)蒙脫土片層以有序的插層型存在，形成插層型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料(PLSN)；超聲波

3、時間大于30min時，有機(jī)蒙脫土片層被剝離，無序地分散在硅樹脂基體中，形成剝離型聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料。
　　 取超聲波時間15min和30min，原位插層聚合制備插層型與剝離型甲基苯基硅樹脂/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。利用XRD、TEM、SEM研究了兩種復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及蒙脫土分散情形。結(jié)果顯示成功制備了插層型與剝離型的甲基苯基硅樹脂/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。對兩種類型的甲基苯基硅樹脂/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料進(jìn)行了硬度、沖

4、擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度，耐熱性能測試。結(jié)果表明：添加蒙脫土的復(fù)合材料的阻隔性能，力學(xué)性能都有了很大提高。純硅樹脂耐高溫性能較差，500℃時熱失重超過25％，而添加OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％的復(fù)合材料在700℃時，插層型熱失重為22.5％，剝離型的為23.5％；復(fù)合材料耐水性能隨著蒙脫土含量提高而下降，添加4％的OMMT，插層型與剝離型吸水率分別為0.7687％與2.802％，比純硅樹脂降低了10倍和3倍，且插層型復(fù)合材料阻隔性能優(yōu)于剝離

5、型復(fù)合材料。OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％時，沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度最好，插層型與剝離型的沖擊強(qiáng)度分別為1.5932kJ/m2和1.6957kJ/m2，比純硅樹脂分別提高了7.45％和14.4％；插層型與剝離型復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度分別為7.021MPa與6.264MPa，都約為純硅樹脂的5倍。當(dāng)OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％時，兩種類型復(fù)合材料的抗壓縮強(qiáng)度最大分別為10.232MPa和11.503MPa，都約為純硅樹脂的4倍。當(dāng)OMMT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％時，插層