聚丙烯-累托石層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料的制備與性能.pdf

1、聚合物/粘土納米復(fù)合材料是性能優(yōu)異的新興復(fù)合材料。熔融插層法是制備這種納米復(fù)合材料最有應(yīng)用前景的方法，它具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、成本低、污染小和易于工業(yè)化等特點(diǎn)。目前制備粘土納米復(fù)合材料常用的粘土多為蒙脫土，累托石的結(jié)構(gòu)與蒙脫土類(lèi)似，所不同的是累托石為類(lèi)云母層和類(lèi)蒙皂石層1:1交替排列的規(guī)則間層粘土礦物，具有比蒙脫土更耐高溫加工的特點(diǎn)。
　　 本文采用經(jīng)提純(純度≥90％)和鈉化處理后的天然累托石為原料，通過(guò)氧化焙燒除去黃鐵礦和有

2、機(jī)炭等影響有機(jī)插層的有害成份，然后用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)作插層劑，對(duì)累托石進(jìn)行有機(jī)改性處理，制備了有機(jī)改性累托石。用有機(jī)累托石作填料與聚丙烯熔融共混在雙螺桿擠出機(jī)上制備了聚丙烯/累托石粘土納米復(fù)合材料。為考察累托石粘土有機(jī)改性及其與聚丙烯熔融共混的效果，分別對(duì)有機(jī)累托石和復(fù)合材料進(jìn)行了X射線(xiàn)衍射(XRD)和紅外光譜(FTIR)分析，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)分析，并研究了有機(jī)累托石用量對(duì)復(fù)合材料力

3、學(xué)性能的影響。
　　 累托石有機(jī)改性試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)累托石進(jìn)行氧化焙燒預(yù)處理，有利于有機(jī)插層劑插入到累托石層間，提高有機(jī)改性效果，焙燒前CTAB的交換率是73.2％，而焙燒后的CTAB的交換率為80.9％；當(dāng)溫度為70℃、pH值為7.37、反應(yīng)時(shí)間為2 h時(shí)，累托石有機(jī)改性的效果最好，CTAB的交換率可達(dá)89.1％。此時(shí)，XRD、FTIR分析結(jié)果及親水性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：累托石的d001由2.4543 nm增至2.9450 nm，累

4、托石己被有機(jī)化，由親水性變?yōu)橛H油性。
　　 有機(jī)累托石與聚丙烯熔融共混的試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)有機(jī)累托石的加入量達(dá)到6％時(shí)，復(fù)合材料有較優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、抗彎強(qiáng)度、彎曲模量分別達(dá)到31.68、31.95、315.3、37.4和1336.3 Mpa，分別較聚丙烯基體增加6.7％、7.4％、3.2％、13.4％和21.1％。此時(shí)，綜合XRD、FTIR、SEM和TEM的分析結(jié)果可以得出結(jié)論：有機(jī)累托石片層在