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《聚合物α磷酸鋯納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要a．磷酸鋯(a-zre)是一種層狀無機(jī)物，在客體引入層間后還能保持較為穩(wěn)定的層板，而且其離子交換容量大，長徑比可控，粒子尺寸分布較窄，可用于制備聚合物／層狀無機(jī)納米復(fù)合材料。但是，由于0t．ZrP結(jié)晶度較高，且層間距較小，很難在高聚物中均勻分散和剝離，為改善其與高聚物基體的相容性，本文首先采用對a-ZrP進(jìn)行有機(jī)修飾的方法以達(dá)到改善其與聚合物的相容性。使用十八烷基二甲基叔胺(DMA)與對氯甲基化苯乙烯(CMS)進(jìn)行反應(yīng)合成了長鏈季銨鹽(OMA．CMS)，a-ZrP經(jīng)甲胺預(yù)撐后再與DMA-CMS進(jìn)行交換得到有機(jī)修飾磷酸鋯(ZrP．DMA-CMS)。該有機(jī)化處理的磷酸鋯
2、再與聚苯乙烯(PS)熔融共混制得了PS／有機(jī)修飾磷酸鋯納米復(fù)合材料，并對其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。XRD分析表明DMA—CMS修飾的磷酸鋯相較伍．ZrP，層間距離由O．8nnl擴(kuò)大為4．0nnl，PS／有機(jī)修飾磷酸鋯納米復(fù)合材料相較ZrP．DMA．CMS，層間距則由4．0nm進(jìn)一步擴(kuò)大到4．3nin。力學(xué)分析表明，磷酸鋯含量為1％時(shí)，PS／有機(jī)修飾磷酸鋯納米復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的機(jī)械性能，拉伸強(qiáng)度、彈性模量、斷裂伸長率及沖擊強(qiáng)度與純聚苯乙烯比較分別提高了4％、21％、8％、43％。其后，采用相容劑增容的方法提高納米復(fù)合材料的性能。合成聚苯乙烯氯甲基化季銨鹽(CM．PSQAS
3、)作為相容劑，將伐．ZrP與聚丙烯(PP)熔融共混，合成了聚丙烯／a．ZrP納米復(fù)合材料，并對其結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能進(jìn)行了分析。XRD分析表明無機(jī)材料磷酸鋯的加入對PP具有異相成核的作用，隨著磷酸鋯含量的增加，p晶型有增強(qiáng)的趨勢。TGA分析表明PP／ZrP復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性較純PP有不同程度地提高，其中磷酸鋯的含量為l％時(shí)，提高最為顯著，相較純PP，復(fù)合材料熱降解溫度提高了18％。復(fù)合材料熱變形溫度有所提高，但增幅不大。力學(xué)分析表明復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量以及沖擊強(qiáng)度隨著磷酸鋯含量的增加有逐步提高的趨勢，其中磷酸鋯含量為5％時(shí)增幅較大，分別提高了6．5％、39％
4、、29％。最后，利用a-ZrP與尼龍6(PA6)本身結(jié)構(gòu)的特性，選用a．ZrP與尼龍6直接熔融共混，得到不同含量磷酸鋯的尼龍6納米復(fù)合材料，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。XRD分析表明PA6／ZrP復(fù)合材料中磷酸鋯的引入而增加了PA6中的7晶型。熱變形溫度分析表明，相較純PA6，復(fù)合材料熱變形溫度提高顯著，其中磷酸鋯含量為4％時(shí)最為顯著，提高了133％。力學(xué)分析表明復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度及拉伸模量都得到了提高，其中磷酸鋯含量為4％時(shí)提高顯著，拉伸強(qiáng)度及拉伸模量分別提高了23％、111％。但斷裂伸長率及沖擊強(qiáng)度隨著磷酸鋯含量的增加呈下降的趨勢。關(guān)鍵詞：
5、甜磷酸鋯、納米復(fù)合材料、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龍6ABSTRACTa．ZirconiumPhosphate(a-ZrP)isakindoflayeredinorganics，itwillstillkeepitslayereds仃1lctllrewhentheguestisinsertedintothelayersanditisalsoafillerforthepreparationofpolymer／layeredinorganicnanocompositesduetoitshighion—exchangecapacity,turmablesizeandaspectrat
6、io，andnarrowsizedistribution．However，thehighdegreeoferystallinityandsmalllayerspacinghavehinderedthewell．dispersionofa—ZrPinpolymer．Inordertoimprovethe臻compatibilityofa-ZrPwithpolymers，anovelmethodforthepreparatiom●oforganicmodifieda—ZrPhasbeenpresentedinthispaper．InthisnoVe蠹嚏method，apre
7、cursorwasobtainedaftera—ZrPwasintercalatedby瓣methylamine．Thentheorganically-modifieda-zirconiumphosphatehadbeensynthesizedthroughion-exchangeofthemethylammoniumcationsintheprecursorwithstyrylquatemaryammoniumions，whichhadbeenpreparedfromthereactionofN，N-dimethyloctadecyla
