聚苯乙烯-水滑石納米復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、聚合物與層狀納米無機(jī)材料復(fù)合是提高材料耐熱、阻隔和力學(xué)性能的有效途徑。水滑石(LDH)是一種新型的層狀納米無機(jī)材料，與聚合物復(fù)合不僅能發(fā)揮類似蒙脫土的耐熱、阻隔等改性作用，還可提高材料的熱穩(wěn)定性(尤其是含氫聚合物)、耐候性、抗菌性等，具有廣泛的應(yīng)用前景。針對水滑石層間靜電作用大，納米層板剝離難度較大的特點(diǎn)，本文以制備聚苯乙烯(PS)/LDH納米復(fù)合材料為代表，探索了原位聚合制備聚合物/LDH納米復(fù)合材料的新方法，并對不同方法制備的復(fù)合材

2、料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。 為了實(shí)現(xiàn)苯乙烯/水滑石(St/LDH)的原位插層聚合，論文采用單體型插層劑對苯乙烯磺酸(VBS)和引發(fā)劑型插層劑4,4'-偶氮-雙(4-氰基戊酸)(ACP)單獨(dú)或兩者結(jié)合插層改性LDH。通過VBS和ACP與硝酸根型LDH的常溫水相離子交換反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)VBS、ACP或VBS/ACP對LDH的插層。采用X-射線衍射(XRD)、紅外、元素和差示掃描量分析了插層改性LDH的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)VBS、ACP或VBS/ACP

3、的插層效率高，插層后分別保持了VBS雙鍵的可聚合特性和ACP的引發(fā)活性。 分別采用VBS、ACP和VBS/ACP插層LDH與St進(jìn)行原位懸浮插層聚合，采用XRD、透射電鏡等表征LDH被聚合物插層和剝離分散特性。發(fā)現(xiàn)，采用VBS插層LDH制備的復(fù)合材料中LDH部分剝離；采用單獨(dú)ACP插層的LDH，聚合后LDH插層剝離效果差，分散尺寸大；采用VBS/ACP同時(shí)插層的LDH，聚合后LDH的剝離分散性最佳，復(fù)合樹脂熔融加工后LDH片層厚

4、度小，部分以單一片層存在。 論文還對晶化/原位懸浮聚合法合成PS/LDH納米復(fù)合材料進(jìn)行了研究，在該方法中LDH晶化和St聚合同時(shí)進(jìn)行，簡化了PS/LDH納米復(fù)合樹脂的制備過程，使制備時(shí)間縮短。發(fā)現(xiàn)采用該方法制備的復(fù)合材料中LDH以納米尺度的短小片層較好分散在PS中。 論文對采用原位插層聚合和晶化/原位聚合得到的PS/LDH納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定和流變性能進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性比純PS有顯著提高，相同失重下