咪唑基陽離子在蒙脫土層間吸附方式對聚丙烯-蒙脫土復(fù)合材料性能的影響.pdf

1、采用1-十八烷基-3-甲基氯化咪唑([C<,18>mim]C1)分別在甲苯和水中對蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化，并用熱重分析(TGA)、X射線衍射(XRD)、差熱分析(DSC)等手段對修飾過的蒙脫土結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行表征，分析有機(jī)土層間微環(huán)境的變化趨勢，并通過XRD和透射電子顯微鏡(TEM)等手段研究了有機(jī)蒙脫土層間微環(huán)境對聚丙烯(PP)鏈插層過程的影響。結(jié)果表明，PP在有機(jī)化蒙脫土層間的插層不僅與有機(jī)土層間距有關(guān)，還受層間微環(huán)境，如極性，[C<,18

2、>mim]<'+>在層間的吸附方式等因素的影響。在此結(jié)果的基礎(chǔ)上建立了三種有機(jī)土層間吸附模型，同時(shí)利用這三個(gè)模型解釋了有機(jī)化蒙脫土層間狀態(tài)對PP插層過程的影響。 此外，不同層間微環(huán)境的有機(jī)土和聚丙烯復(fù)合所得材料的性能也得到了研究。力學(xué)性能方面，和純PP相比實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)增韌，其拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度都得到了明顯提高。不同層間微環(huán)境的有機(jī)土/聚丙烯復(fù)合材料之間的性能有明顯差別，并研究了其動態(tài)力學(xué)性能。同時(shí)，應(yīng)用偏光顯微鏡對其球晶進(jìn)行了觀

3、察，發(fā)現(xiàn)小分子在有機(jī)土層間的吸附狀態(tài)對聚丙烯的球晶形態(tài)有較大影響。不同吸附狀態(tài)的有機(jī)土在高聚物中所起的阻燃作用差別不大，但其對在高分子中相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有很大影響。和純聚丙烯相比其起始分解溫度都有很大提高，但各復(fù)合材料間的區(qū)別并不是很明顯。 利用XRD、TEM，分別表征了在甲苯和水中經(jīng)[C<,18>mim]Cl修飾的有機(jī)土對聚丙烯鏈插層過程的影響。結(jié)果表明，甲苯中處理的有機(jī)土比較有利于插層，有機(jī)土主要以剝離的形式存在于聚丙烯基體中，

4、而水中處理的有機(jī)土主要以插層結(jié)構(gòu)存在。且甲苯中處理的有機(jī)土和聚丙烯復(fù)合所得材料的耐熱性能相對比較高，在此基礎(chǔ)上建立了兩種有機(jī)土的層間吸附模型，并對插層過程進(jìn)行了闡述。 1-十八烷基-3-甲基氯化咪唑修飾的蒙脫土/聚丙烯復(fù)合材料的耐老化性能也得到了研究。結(jié)果表明，老化前復(fù)合材料與純PP相比，拉伸性能、彎曲性能均有所改善，分別提高了7.3％和17.5％；沖擊性能提高明顯，增幅達(dá)54％。并將其與十六烷基溴化銨修飾的蒙脫土/聚丙烯復(fù)合材