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《青岛大学》 2005年
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蒙脱土的改性及其应用

殷兰兰  
【摘要】:本课题对钙基蒙脱土进行了钠化和有机化改性研究。采用钠化剂A代替传统的Na_2CO_3作改性剂,探讨了各实验条件对钠化效果的影响,使用正交实验方法,得到了最佳操作条件,制备出性能更优异的钠基蒙脱土,其各项性能指标均达到一级钠土标准。 采用自选的有机改性剂,对蒙脱土进行有机改性,取得了良好的插层效果。X-射线衍射(XRD)等测试结果表明:有机改性剂已经插层进入蒙脱土的片层间,蒙脱土片层间距发生大幅度变化,从改性前的1.51nm增加到3.09nm。 将自制的有机蒙脱土与聚丙烯混合,在不加相容剂的基础上,通过熔融挤出法,成功制备了聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料,利用透射电子显微镜(TEM)测试表明:制备出了插层型的纳米复合材料,并且在有机土含量只有4.0%wt时纳米复合材料的冲击性能提高到2倍多,同时材料的强度、刚性略有提高,尤其耐热性没有降低。深入探讨了纳米复合材料的配方及制备工艺、亚微观形态和性能之间的关系。另外,控制条件还制备出了半剥离型的纳米复合材料。结合研究结果进一步分析了制备纳米复合材料过程中的影响因素,对聚丙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的形成过程、剥离机理以及有机蒙脱土对聚丙烯的增韧作用进行了理论分析。 选择了性能较低,伸长率较小的纯三元乙丙橡胶作为研究体系,采用双辊混炼法研究了常规高耐磨碳黑和有机蒙脱土对体系的补强效果,通过相同条件下的对比加入,发现低填充量(15份)下有机土填充体系的各项性能远远超过同含量下碳黑填充体系。填充量10份时,有机土填充体系的扯断强度为17.56MPa,是碳黑填充体系的2.2倍,纯橡胶体系的7倍多;断裂伸长率为651.23%,比碳黑体系和纯橡胶体系升高了67%;同时撕裂强度也高于碳黑体系和纯胶体系,随填充量的增加,邵A硬度的增幅略低于碳黑体系。对于制备高强度、低硬度的乙丙橡胶制品具有良好的应用前景。 将钠化改性后的蒙脱土配制成浆,采用前期加入和后期加入两种方法用于乳胶漆涂料中,对涂料的增稠和防沉降作用效果显著。可以代替部分有机增稠和防沉降剂使用。
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