蛭石的结构修饰及环氧树脂/蛭石纳米复合材料的制备

【摘要】：纳米材料因其特殊的性能受到全世界研究人员的关注,其中聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料更是研究的热点。20 世纪80 年代末Okada 等人首次报道了PA6/层状硅酸盐纳米复合材料,其优异的性能立刻引起了国内外研究人员的广泛关注。目前,研究人员的研究热点主要集中于聚合物/蒙脱石纳米复合材料,已有部分成果实现工业化,而对聚合物/蛭石纳米复合材料的研究较少,研究聚合物/蛭石纳米复合材料具有重要的科学意义和应用前景。　 本论文的工作主要分为两部分,第一部分是对蛭石进行结构修饰并进行有机插层研究,第二部分为环氧树脂/蛭石纳米复合材料的制备与表征。　 在第一部分,用酸+热处理+钠化改性的方法,对蛭石原样进行了结构修饰,得到具有低剩余层电荷的改性蛭石。分别对蛭石原样和改性蛭石进行了有机插层实验,研究了结构修饰对其有机插层的影响。X 射线粉晶衍射结果表明两种方法得到的有机蛭石中十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)在蛭石层间具有不同的排列方式。　 在第二部分,用环氧树脂与有机改性蛭石进行反应,得到环氧树脂/蛭石纳米复合材料,并用X 射线粉晶衍射(XRD)和透射电镜(TEM) 对制备的材料进行了表征。研究发现:制备方法的不同,固化剂用量的不同,都会影响纳米复合材料的制备。对所得产物的力学性能进行了研究,实验结果表明蛭石剥离是保证环氧树脂/蛭石纳米复合材料性能提高的前提条件,同时发现,在剥离型环氧树脂/蛭石纳米复合材料中,当蛭石含量为3wt%时复合材料的性能最好,与纯树脂浇注体相比,冲击强度提高了91%,弯曲强度提高了36.6%,形貌分析结果表明蛭石在环氧树脂基体中剥离,片层间距达10nm 左右,蛭石片层被环氧树脂包围,但存在总体分散不十分均匀的现象。