文档介绍：北京化工大学
博士学位论文
非极性聚合物/有机蒙脱土纳米复合材料的结构与性能研究
姓名:李培耀
申请学位级别:博士
专业:材料科学与工程
指导教师:宋国君
20090601
与非极性聚合物进行复合,制备出了/、陡誒非极性聚合物/有机蒙脱土纳米复合材料的结构性能研究摘要本文选择自制的有机蒙脱土,不加入任何相容剂,直接/疧疧榷嘀中阅苡乓斓姆羌跃酆衔锬米复合材料。通过湎哐苌、透射电子显微镜手段,从结构与性能的关系出发,。研究了有机蒙脱土品种和含量、复合材料的制备方法、聚合物的种类等因素对聚合物/有机蒙脱土复合材料的力学性能、耐溶剂性能、耐热性能和阻隔性能等的影响,并从理论和应用两个方面进行了深入探讨。主要内容摘要如下:ü芯考钢諲疧春喜牧系淖酆闲阅苎≡癯鲎罴训。利用鄄烊啡现票赋隽税胄偷腘疧擅赘春材料,当仅为保烨慷忍岣吡私黮倍,撕裂强度提高了%,氧气透过率降低了%。没倒不旆ㄖ票赋隽薔疊春喜牧侠囱芯在胎侧胶中的应用。通过综合性能测试选择出了的最佳牌号和最优添加量。利用馐院蚑观察确认制备出了剥离型//纳米复合材料;综合性能显示最佳用量拉伸强度和撕裂强度分别提高了%和%,溶胀指数也降低了%,/疧疧/、保
耐溶剂性能提高明显。而且典型的工业胎侧橡胶配方的性能测试结果显示,代替等量高耐磨碳黑时,性能提高明显,;而且若加入普通碳酸钙替代碳黑,可以在不降低性能的前提下,降低成本。没倒不旆ㄖ票窷疭/复合材料,用来研究在胎面胶中的应用。同样通过性能测试确定最佳牌号和最优添加量;并确认制备出了剥离型誗誒擅赘春喜牧稀而将应用到胎面橡胶配方之后,代替等量高耐磨碳黑时,性能提高明显,,可以在不降低性能的前提下,降低成本。甌观察确认采用熔融挤出法,制备出了剥离型/纳米复合材料。力学性能测试结果显示在含量仅为保/纳米复合材料的拉伸强度是纯胶体系的倍,碳黑增强体系的倍;定伸强度和撕裂强度都有显著提高。甌观察发现在不加相容剂的情况下,利用熔融挤出法,制备出了剥离型的/纳米复合材料,为在中的深入研究奠定基础。/纳米复合材料的力学性能提高明显,而且/纳米复合材料制备的复合薄膜的氧气透过量降低了%,气体阻透性明显提高。捎弥苯幼⑸浞ǎ诓患酉嗳菁恋那榭鱿拢票赋隽税氚胄北京化丁人学博。貉宦畚
的/,,综合性能最好。甇尤氲骄垡蚁┗逯兄票赋闪司垡蚁┝鞯文ぃ薜纬中期从月左右提高到月。诓患尤肴魏蜗嗳菁恋奶跫拢票赋霾宀阈偷木郾谢脱土纳米复合材料。这种插层型的聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,能够提高纯聚丙烯树脂的冲击性能至抖啵蹦擅赘春喜牧系强度、刚性,尤其耐热性没有降低反而有所提高。.本文在非极性橡胶中的研究表明制备出的高性能的/纳米复合材料显示了低填充量、高补强的特性,同时为进一步的应用研究奠定基础。而在胎侧胶和胎面胶配方中的优异性能显示了在轮胎工业中良好的应用前景。挤出法制备的/纳米复合材料的综合性能显示其在制备高强度、低硬度或高强度、高伸长的乙丙橡胶制品具有很高的应用价值。.在非极性塑料中的研究发现气体渗透性的降低显示了纳米聚乙烯薄膜在提高真空保鲜袋保鲜期方面良好的应用前景。而制备出的高性能便携袋用的/疧擅赘春喜牧纤得鞲春喜牧现
备成便携袋后承重能力大大提高,从而可以通过增加每袋的承重量而减少这种包装材料的使用量,或减少用量而不降低承重量来达到减少使用量,降低“白色污染哪康摹疧擅琢鞯文さ慕铣さ奈滴持效期解决现有流滴膜持效期不足一个种植周期的问题。制备出的新型增韧的插层型/纳米复合材料显示在提高韧性的同时保持了聚丙烯耐热性好的优点,在制备热水管道用艿确矫婢哂辛好的应用前景。.文中在理论分析方面通过对聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究成果进行系统总结和分析,结合示意图分析说明了层间距、聚合物分子结构和外部剪切力的大小对制备的纳米复合材料的形态的影响,得出了层间距越大,聚合物分子链越规整和外部剪切力越大越有利于纳米复合材料制备的结论。另外对具有不同亚微观形态的/和/纳米复合材料进行讨论,研究出了纳米复合材料中结构决定性能的关系。最后利用图示模拟演示蒙脱土片层在聚合物基体中的缠结、增强、抗压、阻隔和缓释等效应的原理。通过理论结合实验研究聚合物基蒙脱土纳米复合材料的机理,可以对聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究提供一定的依据。关键词:非极性聚合物,有机蒙脱土,透射电子显微镜,纳米复合材料,物理性能,