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，它具有工藝簡單、投資少、成本低、污染小和易于工業(yè)化等特點。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)與蒙脫土類似，所不同的是累托石為類云母層和類蒙皂石層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。
　　 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，通過氧化焙燒除去黃鐵礦和有

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

3、學(xué)性能的影響。
　　 累托石有機改性試驗結(jié)果表明：對累托石進(jìn)行氧化焙燒預(yù)處理，有利于有機插層劑插入到累托石層間，提高有機改性效果，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)時間為2 h時，累托石有機改性的效果最好，CTAB的交換率可達(dá)89.1％。此時，XRD、FTIR分析結(jié)果及親水性實驗結(jié)果表明：累托石的d001由2.4543 nm增至2.9450 nm，累

4、托石己被有機化，由親水性變?yōu)橛H油性。
　　 有機累托石與聚丙烯熔融共混的試驗結(jié)果表明：當(dāng)有機累托石的加入量達(dá)到6％時，復(fù)合材料有較優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，其屈服強度、抗拉強度、彈性模量、抗彎強度、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，綜合XRD、FTIR、SEM和TEM的分析結(jié)果可以得出結(jié)論：有機累托石片層在