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1、2002年第6期（總第36期）塑料助劑23聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料制備與性能徐光年蔣惠亮相東旭（江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，無錫，214036）摘要簡(jiǎn)要介紹了蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)及聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料形成機(jī)理，重點(diǎn)綜述了納米復(fù)合材料的制備方法、性能、發(fā)展方向和應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞蒙脫石插層復(fù)合納米復(fù)合材料制備性能?6??7??8?納米復(fù)合材料是指分散相尺寸至少有一有：尼龍6、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、聚苯?9??10?維小于100??量級(jí)的復(fù)合材料，由于其極大乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的比表面而產(chǎn)生一系列效應(yīng)：小尺寸效應(yīng)、界等等。面效應(yīng)、量子效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)等
2、。因此制1蒙脫石的結(jié)構(gòu)及插層機(jī)理備納米復(fù)合材料是獲得高性能復(fù)合材料的重要方法之一?1?。目前比較成功的方法是用溶蒙脫石（???）是屬于2:1型層狀硅酸膠-凝膠法（???-??????????），用此法已制備鹽，每個(gè)單位晶胞由兩個(gè)硅氧四面體中間夾出多種聚合物納米復(fù)合材料，如聚甲基丙烯帶一層八面體構(gòu)成，二者之間靠共用氧原子?2??3?酸甲酯、聚酰亞胺納米復(fù)合材料等。但連接，每層的厚度約為1??,層間距大約為???-???法由于揮發(fā)性副產(chǎn)物的存在導(dǎo)致樣1??左右，???鋁氧八面體上部分三價(jià)鋁被品收縮難于控制，另外，如果用超細(xì)粉來填充二價(jià)鎂同晶置換，使層內(nèi)表面具有負(fù)電荷
3、，過改性聚合物，由于當(dāng)填料粒徑小到1???剩的負(fù)電荷通過層間吸附陽離子（如??+、+、C?2+等）來補(bǔ)償?11?14?，其結(jié)構(gòu)見圖1?14?。吸0.1??，現(xiàn)有的共混復(fù)合技術(shù)及界面改性技?術(shù)難以獲得納米尺度的均勻分散和理想的界附的陽離子可以被有機(jī)陽離子特別是有機(jī)銨面粘接，得到的復(fù)合材料只屬于微米復(fù)合材鹽所交換，有機(jī)銨鹽與蒙脫石表面負(fù)電荷存?4?料而不是納米復(fù)合材料。雖然前者也能使在一種特殊吸附作用，形成一種緊密吸附層材料某些性能得到改善，但各項(xiàng)性能指標(biāo)不（稱為?????吸附層），使有機(jī)陽離子幾乎可以能兼顧，往往顧此失彼?5?。如在硬質(zhì)塑料中加定量置換所有陽離子。
4、蒙脫石礦物對(duì)有機(jī)陽入橡膠彈性粒子，可以大幅度提高其沖擊強(qiáng)離子的這一特殊親和性，使其非常適宜制備度，但其拉伸強(qiáng)度則有所下降；在高分子材料有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料?15?。因?yàn)橥ㄟ^離子中加入增強(qiáng)纖維，可以大幅度提高拉伸強(qiáng)度，交換使硅酸鹽表面從親水變?yōu)橛H油，降低了但其沖擊強(qiáng)度特別是斷裂伸長(zhǎng)率常常有所下硅酸鹽的表面自由能，提高了其和聚合物及降。而近年來發(fā)展起來的插層復(fù)合法制備聚其單體的相容性。而且有機(jī)陽離子可以帶有合物/蒙脫石納米復(fù)合材料，則集無機(jī)粒子的各種官能團(tuán)，這些官能團(tuán)可以參與聚合反應(yīng)，剛性、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性與聚合物的韌從而提高了無機(jī)蒙脫石與有機(jī)高分子基體之性、
5、介電性、易加工性于一身，在將通用塑料間的粘接性。由于蒙脫石層間距僅為1??左工程化、高性能化面日益顯現(xiàn)出廣泛的應(yīng)右，且層間微環(huán)境為親水憎油，如果不預(yù)先對(duì)用前景。目前已制備出的該類納米復(fù)合材料蒙脫石進(jìn)行改性，就不能得到蒙脫石納米復(fù)24塑料助劑2002年第6期（總第36期）合材料，只能得到傳統(tǒng)的填充聚合物。因此，為業(yè)化，不使用溶劑，對(duì)環(huán)境友好。了制得性能優(yōu)異的蒙脫石納米復(fù)合材料，對(duì)蒙（2）聚合物溶液插層法。該法是用溶劑脫石的預(yù)處理是至關(guān)重要的一步。蒙脫石的表溶解高聚物和分散蒙脫石，并借助溶劑的作面改性通過離子交換來完成。插層劑的選擇用，使聚合物插層進(jìn)入蒙脫石層間，然
6、后將溶須符合以下幾個(gè)條件?15?：劑揮發(fā)。（1）插層劑分子容易進(jìn)入層狀硅酸鹽層（3）單體熔融插層原位聚合法。間，即（001）面間，并能顯著增大蒙脫石的層（4）單體溶液插層原位溶液聚合。間距。（3）、（4）兩種方法均分為兩個(gè)步驟，即先（2）插層劑分子應(yīng)與聚合物單體或高分單體插層然后在引發(fā)劑的作用下引發(fā)聚合，利子鏈具有較強(qiáng)的物理或化學(xué)作用，以利于單用聚合時(shí)放出的熱量使蒙脫石片層剝離。剝離體或聚合物插層反應(yīng)的進(jìn)行，并且可增強(qiáng)蒙的納米片層無規(guī)分散在聚合物中，從而形成聚脫石片層與聚合物兩相間的界面粘結(jié)，有助合物/蒙脫石納米復(fù)合材料。此外，日本豐田中于提高復(fù)合材料的性能。從
7、分子設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)央研究所還提出了一種原位插層聚合方法制?16?來看，插層劑有機(jī)陽離子分子結(jié)構(gòu)應(yīng)與單體備尼龍6/蒙脫石雜化物，即一步法。該方或聚合物相容，可具有參與聚合的基團(tuán)，這樣法是將???層間陽離子交換與己內(nèi)酰胺單聚合物基體能夠通過離子鍵同硅酸鹽片層相體插層以及插層復(fù)合物與己內(nèi)酰胺單體原位連接，大大提高聚合物與層狀硅酸鹽的界面聚合在同一個(gè)穩(wěn)定膠體分散體系中一步完相互作用。成，從而制得蒙脫石片晶均勻分散在尼龍6（3）價(jià)廉易得，最好是現(xiàn)有的工業(yè)品。?；w中的納米復(fù)合材料。用的插層劑有烷基銨鹽、季銨鹽、吡啶類衍生2.2聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料的性能?17?物及其他陽
8、離子型表面活性劑等。徐衛(wèi)
