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《浙江大学》 2003年
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粘土在热固性树脂/粘土体系中插层及剥离行为

宋春芳  
【摘要】: 本论文以热固性树脂/粘土复合体系为研究对象,主要研究了分散在聚合物基质中的层状粘土在固化过程中插层和剥离行为。 对于环氧树脂/蒙脱土体系,首先对有机化蒙脱土在环氧树脂中的插层和剥离行为进行了研究,研究表明,环氧树脂和有机粘土之间相容性好,二者互混时环氧树脂很容易插入到粘土层间,得到均匀稳定的混合物。在环氧/蒙脱土的复合体系中,环氧在不同的微观环境下进行固化,即蒙脱土的层间和层外。在环氧树脂固化时,层状粘土能否在环氧树脂中剥离主要取决于有机粘土上有机插层剂的性质。通过调节有机插层剂和固化剂,可以获得不同的层间和层外的固化速度。研究表明,当蒙脱土层间的固化速度大于层外固化速度时,采用不同的固化剂,固化不同时间,在不同的温度下固化都可以得到剥离型的环氧/蒙脱土纳米复合材料。当蒙脱土层间的固化速度小于层外固化速度时,则不能。这表明,在蒙脱土层间的固化反应大于层外时,环氧预聚体可以不断迁移补充到层间,使粘土层间距不断增大,最终达到剥离的程度。 在此基础上,分别制备了插层型和剥离型环氧树脂/粘土纳米复合材料,对它们的力学性能进行了研究。实验结果表明粘土剥离是保证环氧树脂/粘土纳米复合材料性能提高的前提条件。在剥离型环氧/粘土纳米复合材料中,当粘土含量为2~3wt%时复合材料性能最好。剥离型的纳米复合材料的冲击性能、拉伸强度、热稳定性都得到一定程度的提高。 对于酚醛/粘土复合体系,研究了粘土在酚醛树脂中插层和剥离行为。实验表明熔融聚合只能得到插层型纳米复合材料,并且随着固化程度的提高,粘土将会发生脱剥离现象。本文采用溶液聚合的方法制备了剥离型热塑性酚醛树脂/蒙脱土纳 米复合材料,并且就溶剂对层状蒙脱土的插层和剥离的影响进行了研究。研究表明, 乙醇的加入可以减小体系的级度,利于酚醛树脂和固化剂扩散到粘土层间;同时又 减弱了酚醛树脂自身的相互作用,改善了酚醛和粘土的相容性。上述两方面的作用 都有利于形成剥离型的酚醛/蒙脱土纳米复合材料。采用溶液聚合的方法,成功地 制备了剥离型热固性酚醛/热塑性酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料。剥离型的酚醛树 脂纳米复合材料热稳定性得到了一定程度的提高。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB383

【共引文献】
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