苯并噁嗪-蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、在本論文中，以苯胺、苯酚和多聚甲醛為原料，通過溶劑法和無溶劑法合成苯并噁嗪預(yù)聚體（記作BZ），并討論了加料順序、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對無溶劑法合成BZ的影響，確定最佳制備條件，具體如下：加料順序為甲醛和苯胺，再加入苯酚；反應(yīng)溫度為115-125℃；反應(yīng)時間為2.5h。 用十六烷基三甲基溴化銨（記作CTAB）對鈉基蒙脫土（記作MMT）進行有機化處理，得到有機蒙脫土（記作OMMT）。再通過溶液或熔融插層BZ，制備了苯并噁嗪／蒙脫土納米

2、復(fù)合材料（記作BZ／MMT），在不加入任何交聯(lián)劑、引發(fā)劑和分散劑的條件下，經(jīng)反相懸浮聚合制得球形的聚苯并噁嗪／蒙脫土納米復(fù)合材料（記作P-BZ／MMT）。通過FT-IR、XRD、透射電鏡（TEM）和掃描電鏡（SEM），比較了OMMT在P-BZ基體中分散結(jié)構(gòu)的情況，結(jié)果證明，P-BZ／MMT的一、二級衍射峰基本消失，OMMT達(dá)到納米級的分散，該材料確實納米復(fù)合材料。由力學(xué)性能和熱失重分析（TG）的結(jié)果可知，一定質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的蒙脫土的加入，使

3、P-BZ／MMT的抗拉性能和熱穩(wěn)定性都明顯優(yōu)于P-BZ。通過DSC對BZ和BZ／MMT（加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％的OMMT）的固化行為進行了研究，比較了二者的特征固化溫度、固化反應(yīng)熱和固化速率，并采用Avrami方程對BZ和BZ／MMT的非等溫固化行為進行了動力學(xué)分析。結(jié)果表明，蒙脫土的加入，使得BZ／MMT的固化溫度較BZ明顯變寬，固化放熱平緩，便于成型加工；在相同升溫速率下，BZ／MMT的固化速率比BZ快，且BZ／MMT達(dá)到最大反應(yīng)速率

4、的固化溫度為189℃，而BZ的為213℃；OMMT對BZ的固化反應(yīng)有很大的影響，BZ／MMT固化體系存在兩種固化反應(yīng)方式，即蒙脫土層內(nèi)催化開環(huán)和層外熱開環(huán)固化反應(yīng)， 將P-BZ／MMT碳化，水蒸汽活化，得到活性炭／蒙脫土納米吸附劑。通過正交實驗遴選出最佳的活化條件，具體是：溫度為900℃、時間為2.0h、水的控制量為1mL／min。并以小柴胡湯中總生物堿、煙堿、苯胺、苯酚和Cr（Ⅵ）為吸附質(zhì)，考察了活性炭／蒙脫土納米吸附劑的吸附