聚氯乙烯-蒙脫土納米復合材料的制備表征及性能研究.pdf

1、聚合物納米復合材料是一類新型的復合材料,由于納米粒子的一些特性,使得該類材料具有許多優(yōu)異的性能.目前在聚合物納米復合材料領域中,無論是基礎研究還是工業(yè)開發(fā)都十分活躍的是聚合物/層狀硅酸鹽(Polymer/Layered Silicate,PLS)納米復合材料.本文首先采用乳液聚合法制備出了聚氯乙烯(PVC)/無機蒙脫土(MMT)納米復合材料,通過XRD和TEM等手段對所制復合材料的形態(tài)結構進行了表征.結果表明通過乳液合成的方法,MMT能

2、夠以納米尺度均勻分散于PVC基體中,形成部分剝離部分插層的結構.進一步對所制復合材料的乳膠粒徑、分子量、力學性能及熱性能進行了測試.發(fā)現(xiàn)MMT的加入和用量并不能明顯影響復合乳液粒徑的變化,而使聚合物的分子量變低,分子量分布指數(shù)減小.多項力學性能和熱性能測試結果表明:適量MMT的加入使復合材料的性能有不同程度的提高.當MMT含量為2.1~3.5wt﹪時,復合材料的沖擊強度比純PVC的提高了近一倍.為優(yōu)選配方、降低產(chǎn)品成本,本文還采用乳液聚

3、合的方法制備了不同乳化劑含量下的PVC/無機MMT納米復合材料系列和PVC/國產(chǎn)無機MMT納米復合材料.此外,利用兩種有機蒙脫土(OMMT)通過懸浮聚合的方法合成了PVC/OMMT納米復合材料.一種為采用烷基季鏻鹽有機化處理的MMT(pho-MMT);另一種為采用烷基季銨鹽處理的商品有機土(ammo-MMT).對材料的形態(tài)結構、力學性能和熱性能進行了測試和分析.結果表明:OMMT能夠基本剝離并均勻分散于聚合物基體中.在適當土含量下兩種復

4、合材料的力學性均能得到提高.復合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度均高于純PVC.然而不同種類的有機土對于材料熱失重曲線和維卡軟化點的影響較大.從整體上看,ammo-MMT使復合材料的熱穩(wěn)定性好于純PVC,并且使材料的維卡軟化點提高.而pho-MMT卻加大了PVC脫HCl的速度,降低了復合材料在PVC分解第二階段的熱穩(wěn)定性,直至PVC分解的第三、第四階段,OMMT的加入才開始起到提高材料熱穩(wěn)定性作用,并且對材料維卡軟化點的提高沒有很大作用.利用乳液聚