有机化蒙脱土对XLPE/OMMT纳米复合电介质微观形态及水树枝老化特性的影响

文中采用熔融共混法分别制备了交联聚乙烯/有机化蒙脱土(XLPE/OMMT)纳米复合电介质,研究有机化蒙脱土种类对纳米复合电介质微观形态和水树枝老化特性的影响。对试样进行力学性能测试发现,OMMT质量分数为0.5%时,综合力学性能达到最佳;利用差示扫描量热法和扫描电子显微镜研究了试样的微观形态,经双十八烷基苄基季铵盐有机化改性并细化的有机化蒙脱土(OMMT3)起到明显的异相成核作用,使晶体更加完善,结晶度高达25.3%,晶体平均尺寸仅为16.67μm;采用水针电极法对各试样进行加速水树枝老化试验,剥离分散的OMMT3片层形成了更加曲折的迷宫路径,其对水分子的阻隔效应与XLPE交联网状结构对分子链运动束缚的共同作用,有效抑制了XLPE/OMMT3试样中水树枝的生长,引发概率下降至23.4%;傅里叶变换红外光谱对水树枝老化前后的化学结构进行了表征,纳米复合电介质水树区的羰基指数增加、羟基振动峰增强,表明水树枝老化是电化学降解的作用;在水树枝生长过程中,XLPE/OMMT3试样老化断链较少,表现出较优的耐热氧老化性能。

电渗-纳米蒙脱土加固淤泥质黏土的试验研究

【目的】电渗处理可以加速淤泥质黏土的排水固结,但也存在着加固效果不均匀、加固强度有限等问题。为改善淤泥质黏土的电渗固结效果,提升电渗技术在实际工程中的应用【方法】以广州南沙区典型淤泥质黏土为研究对象,利用自制装置进行室内电渗模型试验,分别添加质量分数为0%、1%、2%、3%的纳米蒙脱土,通过监测电渗过程中各试验组电流和排水量随时间的变化,测定电渗前后土体的液塑限、抗剪强度、孔隙比和微观结构差异,探讨添加纳米蒙脱土对电渗固结淤泥质黏土效果的影响。【结果】结果显示,蒙脱土含量为1%、2%和3%的电渗组阴极土体黏聚力分别提高了33.9%、67.9%和80.4%,内摩擦角分别提高了16.8%、30.1%和31.8%,而孔隙比则从1.18下降到了1.01、0.98和0.92,且随着纳米蒙脱土含量的增加,土样微观结构从粒状向层状团聚体转变。【结论】电渗联合纳米蒙脱土处理可以显著改善淤泥质黏土的物理力学特性,随着纳米蒙脱土含量的增加,处理后的土样微观结构更加密实,但纳米蒙脱土的加入不利于电渗排水,随着蒙脱土含量的增加电渗排水量降低。

咪唑啉季铵盐缓蚀剂改性蒙脱土/水性环氧纳米复合涂料

以油酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成了油酸基咪唑啉季铵盐缓蚀剂。通过FTIR、^(1)HNMR对其结构进行了表征,并离子交换至钠基蒙脱土(DK0)层间,制备了缓蚀剂改性蒙脱土(QACDK0)。通过XRD、TGA和UV-Vis对其结构、组成及层间缓蚀剂释放性能进行了表征。结果表明,咪唑啉季铵盐缓蚀剂约占QACDK0质量的38.96%,并将蒙脱土层间距由1.28 nm(DK0)扩大至3.98 nm(QACDK0)。利用DLS及Zeta电位对添加有QACDK0的水性环氧树脂进行了稳定性测试,其Zeta电位为–27.8 mV,具有较高的稳定性。电化学阻抗谱(EIS)测试表明,在腐蚀介质中浸泡30 d后,基于QACDK0制备的清漆漆膜仍具有2.29×10^(8)Ω·cm^(2)的高阻抗,表明涂层具有较好的耐腐蚀性。并且在耐中性盐雾测试中,QACDK0对应的防腐色漆耐盐雾时间最长,验证了该涂层具有良好的耐盐雾性能。

纳米蒙脱土复合改性酯化淀粉及其性能研究

淀粉具有独特的束簇凝聚态结构,分子主链上存在大量的羟基,强烈的分子间氢键限制了分子链的自由运动,使得天然淀粉很难直接进行热塑性加工,为了改善淀粉的加工性,本文采用不同比例乙酰乙酸叔丁酯(t-BAA)与淀粉在二甲基亚砜(DMSO)为溶剂的条件下进行酯交换反应,引入乙酰乙酸基弱极性基团改性淀粉的羟基,以减弱淀粉分子之间的强氢键作用。进一步通过纳米改性蒙脱土(MMT)的加入,使得酯化淀粉的热稳定性得到进一步提升,结果表明:得到了取代度在0~1.57的酯化淀粉,并且成功将蒙脱土的层间距从1.53 nm扩大到2.02 nm,甚至呈现出部分剥离状态,且在不添加增塑剂的情况下实现热塑性加工并降低了其亲水性。

羧基化纤维素纳米纤丝对单片层蒙脱土分散性能的研究

本研究使用纤维素纳米纤丝(CNF)作为分散剂制备分散稳定的单片层蒙脱土(MMT)分散液,探究了CNF羧基含量和长径比对单片层MMT分散液的分散稳定性、平均粒径、黏度和得率的影响。结果表明,2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化的CNF(TOCNF)对单片层MMT的分散性能优于羧甲基化CNF(CMCNF)。当羧基含量为1.24 mmol/g时,TOCNF展现出最佳的分散效果。此时,分散液中主要为单片层的MMT,其平均粒径为317 nm。进一步研究表明,当使用质量分数0.1%的TOCNF(1.24 mmol/g)为分散剂时,其分散MMT的最大初始质量分数为1.5%,此时,超声离心后的单片层MMT得率和质量分数分别为52%和0.78%。

一锅法合成银纳米粒子/有机蒙脱土复合材料

以硝酸银为银源,硼氢化钠为还原剂,阳离子型表面活性剂为柱撑剂和吸附剂,钠基蒙脱土为分散剂和载体,利用液相还原法的一锅法成功制备银纳米颗粒。分别应用X-射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对制备产物进行了表征,证明有机蒙脱土负载了银纳米粒子。银纳米粒子大多附着在有机蒙脱土的表面,少量插入层间。同时考察了表面活性剂、反应物的物质的量之比对产物粒径的影响。

氧化石墨烯/蒙脱土协同增强纤维素纳米纤维气凝胶的制备与表征

纳米纤维素基气凝胶因其材料天然可再生的特点受到广泛的关注,但其易燃、机械性能差的缺点使其实际应用受到限制。本文以纳米纤维素为基底,氧化石墨烯(GO)与钠基蒙脱土(Na-MMT)为填料,通过定向冷冻干燥制备了CNF/GO/MMT复合气凝胶。定向冷冻的方法使得复合气凝胶保持了较低的热导率(37.43 mW mK−1),同时与纯CNF气凝胶相比,复合气凝胶的抗压强度提高了6倍(达到669 KPa),阻燃性能也得到了显著的提升。这些测试结果表明通过GO/MMT的加入,成功地提高了复合气凝胶的综合性能,为建筑隔热材料提供了新的选择。

交联度对交联聚乙烯/有机化蒙脱土纳米复合材料拉伸性能和介电性能的影响

为了研究交联度对纳米复合材料拉伸性能和介电性能的影响,通过调控交联时间,制备了不同交联度的交联聚乙烯/有机化蒙脱土(XLPE/OMMT)纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)测试判断蒙脱土的插层分散状态和试样聚集态结构的变化,利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样的结晶形态,并对其拉伸性能、电导-温度特性、介电常数、介质损耗及击穿场强进行了测试。结果表明:交联形成的三维网状结构抑制了晶体生长,且晶体尺寸和结晶度随交联度的增加而不断减小;剥离分散的OMMT在XLPE/OMMT中充当了物理交联点,与交联键共同作用,提高了纳米复合材料的拉伸强度,且不断完善的交联网络,使复合材料的弹性模量增大,韧性增强。纳米复合材料的电导率随温度升高而增大,其活化能的大小与交联度和OMMT的界面区域有关。完善的交联网络和均匀分布的界面区,增加了势垒,提高了复合材料的活化能。交联度的增加,形成较强的分子间作用力,阻碍了偶极子和侧基的转向极化,使介电常数和介质损耗角正切值减小;OMMT的加入和交联结构的完善,共同提高了复合材料的击穿场强;但过度交联会影响OMMT在基体中的分散程度,使OMMT片层发生微重排,进而导致OMMT与基体的界面结合力下降,劣化的OMMT排列和分散,使自由电子易脱离束缚,对晶格结构造成破坏,增加了复合材料的微观缺陷,使击穿场强降低。

原位聚合制备聚乙烯/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的研究

利用 Mg Cl2 在醇中溶解和蒙脱土 ( MMT)在醇中层间膨胀的特性 ,制备了 Mg Cl2 /Ti Cl4 负载于 MMT层间的 MMT/Mg Cl2 /Ti Cl4 催化剂 ,并通过原位聚合合成了聚乙烯 /蒙脱土纳米复合材料 .经广角 X射线衍射 ( WAXD)和透射电子显微镜 ( TEM)分析表明 ,蒙脱土片层在乙烯聚合过程中发生了层间剥离 ,以单片层或几片层共存的形式无规地分散于聚乙烯基质中 .与分子量相近的纯聚乙烯相比 ,极低的蒙脱土含量 (质量分数 <1 % )能使复合材料的屈服强度、拉伸强度和拉伸模量有很大提高 .

木材蒙脱土(MMT)纳米插层复合材料的制备构想

基于聚合物 蒙脱土纳米插层复合材料的研究成果 ,综述了插层复合方法的原理、工艺过程和产品性能 ,分析比较了单体插层原位聚合和聚合物直接插层等方法。从木材与蒙脱土的结构和组成特性出发 ,分析比较了木材与聚合物溶解、熔融性的不同 ,讨论了利用插层复合原理制备木材 蒙脱土纳米复合材料的基本构想 ,并进一步提出了相应的技术路线和工艺流程概念图。

蒙脱土负载引发剂法制备PMAA/MMT纳米复合材料

将引发剂过硫酸钾(KPS)负载在MMT片层上制得负载型引发剂MMT-KPS-1和MMT-KPS-2。进而引发甲基丙烯酸(MAA)聚合制备聚甲基丙烯酸/蒙脱土(PMAA/MMT)纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、热分析(DTA)分别对负载引发剂和纳米复合材料进行表征。结果表明,KPS进入MMT的片层间,并且负载引发剂(MMT-KPS-1)的引发活性较KPS有所提高;所制备的PMAA/MMT纳米复合材料属于剥离型纳米复合材料,应用于皮革鞣制所得坯革的湿热稳定性、增厚率、抗张强度、撕裂强度都有所提高,鞣后浴液中铬含量显著降低。

蒙脱土(MMT)/PA纳米复合材料的制备与性能研究

用熔融插层法制备 MMT/PA纳米复合材料 ,先合成有机改性蒙脱土 ,再将 PA6和 PA66分别与改性 MMT共混制成纳米复合材料。表征了其结构和力学性能 ,观察了 MMT/PA6和 MMT/PA66纳米复合材料的阻燃特性。发现纳米 MMT也能将 PA66的冲击强度提高近 50 % ,并能提高 PA6的 LOI。

纳米蒙脱土改性酚醛树脂胶黏剂对大片刨花板性能的影响

传统阻燃剂在人造板中的应用已经十分成熟,但传统阻燃剂施加量较高、显著削弱胶合性能的问题一直未得到合理解决。将纳米蒙脱土加入胶黏剂中则为解决该问题提供了技术可能。为此,这项工作的重点是将纳米材料蒙脱土分散在酚醛(PF)树脂中,并压制大片刨花板。试验结果表明,在经过超声与搅拌处理之后纳米蒙脱土的层间距增大,有利于纳米蒙脱土在PF树脂中的分散。变温傅里叶红外光谱的结果表明钠基蒙脱土延缓了PF树脂固化。通过计算纳米蒙脱土改性PF树脂热分解残余质量分数的理论值并将其与试验结果进行比较,表明蒙脱土的加入提高了木材的热稳定性。力学性能结果显示,当钠基蒙脱土(NaMMT)的添加量占绝干刨花质量的0.08%时,静曲强度与弹性模量提升幅度最大,分别为42.65%和29.46%,当有机蒙脱土(OMMT)的添加量占绝干刨花质量的0.4%时可以使内结合强度提高21.74%。同时在胶黏剂中加入质量分数1%~5%的蒙脱土对大片刨花板极限氧指数数值的提升幅度为9.13%~16.98%。采用纳米蒙脱土改性人造板中的胶黏剂是有效提高人造板阻燃性能与力学性能可行的方案。

有机化纳米蒙脱土复合SBS改性沥青的流变与黏弹特性

采用硬脂基三甲基氯化铵(STAC)对纳米蒙脱土(MMT)进行接枝并制备了有机化改性纳米蒙脱土(S-MMT),随后将不同掺量的S-MMT添加到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青以制备复合改性沥青。借助动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪,对S-MMT复合SBS改性沥青进行了高中低温度流变性能和蠕变松弛性能测试,结果表明,S-MMT增强了与SBS改性沥青分子的亲和性、改善了其高温车辙抗性和低温开裂抗性、降低了其累积剪切蠕变变形和永久变形;S-MMT的加入显著提升了SBS改性沥青的流变性能和黏弹变形能力。

纳米有机蒙脱土和纳米ZnO对沥青性能的影响研究

纳米有机蒙脱土和纳米ZnO与沥青具有较好的黏附性,因此被广泛地用作沥青改性剂。为对比研究纳米有机蒙脱土和纳米ZnO对70#沥青性能的影响,开展针入度、软化点、布式旋转黏度及流变性能试验,得出如下结论:纳米蒙脱土和纳米ZnO的掺加,提升了70#沥青的布式旋转黏度,不利于70#沥青的施工性能;纳米蒙脱土和纳米ZnO均能改善70#沥青的高温性能、疲劳性能和低温性能,并且随着2种改性剂的掺量增加,改善程度越明显;8%~12%掺量(占70#沥青质量的百分比)的纳米蒙脱土改性沥青与1%~3%掺量的纳米ZnO改性沥青性能相当;评价指标方面,软化点评价指标与车辙因子评价指标在评价纳米有机蒙脱土和纳米ZnO改性沥青的高温性能具有一致性。研究结果表明:较低掺量(1%~3%)的纳米ZnO与较高掺量(8%~12%)的纳米蒙脱土改性的70#沥青具有相似的性能水平。

PFC3D颗粒流模拟纳米黏土改良黄土三轴试验

基于PFC3D软件研究不同纳米材料、掺量、围压、干密度对改良黄土力学性能的影响,确定改良黄土宏细观之间的参数关系,通过建立改良黄土数值模型、三轴试验,获得了改良黄土的应力–应变曲线。将数值模拟的结果与室内试验的结果相比较,通过数值模拟和室内三轴试验,得出的改良黄土抗剪强度指标基本吻合。试验结果表明:(1)围压一定时,改良黄土试样偏应力随纳米黏土掺量的增加而增大;改良黄土的应力与应变正相关,不同围压时,表现为软化型和强硬化型;(2)当凹凸棒土掺量小于2%时,数值模拟得到的抗剪强度总体小于室内试验得到的抗剪强度,材料大于2%时则相反;(3)纳米蒙脱土改良黄土数值试样材料掺量小于等于4%时,数值模拟得到的抗剪强度大于室内试验的抗剪强度,大于4%则相反。

不同纳米黏土改良黄土试验结果对比分析

应用正交法设计试验,定量地分析了改良黄土抗压强度、抗剪强度指标以及渗透系数的影响因素和影响大小,得到了改良黄土的最优掺量。另外,通过扫描电镜试验探究纳米黏土材料对黄土的改良机理。研究表明:(1)影响改良黄土抗压强度因素有纳米黏土掺量、含水率和养护龄期,影响黏聚力、内摩擦角、渗透系数的因素有掺量、干密度、围压;(2)在不同影响因素下,纳米蒙脱土比凹凸棒土更能有效提高黄土的抗压强度;(3)当材料掺量小于等于1%时,凹凸棒土改良黄土的抗剪强度指标总体高于纳米蒙脱土抗剪强度指标,渗透系数则相反,而当掺量大于等于2%时,则相反;(4)当凹凸棒土材料掺加量为1%、纳米蒙脱土材料掺量为2%时,改良黄土表面最为致密,孔隙最少。

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构与力学性能的研究

未经处理及经１１氨基酸处理的蒙脱土由于己内酰胺的引入而发生膨胀．己内酰氨可以在蒙脱土的硅酸盐片层间聚合，形成尼龙６／蒙脱土纳米复合材料．经１１氨基酸处理的蒙脱土和尼龙６分子间有很强的化学相互作用．与未经处理的蒙脱土相比，其所构成的纳米复合材料具有很好的力学性能．

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的结晶行为

用广角Ｘ射线衍射（ＷＡＸＤ）、差示扫描量热仪（ＤＳＣ）、小角激光散射（ＳＡＬＳ）等手段研究了尼龙６／蒙脱土纳米复合材料的结晶行为．结果表明分散在尼龙６基体中的蒙脱土纳米粒子起成核剂的作用．蒙脱土的表面改性增加了蒙脱土和尼龙６分子之间的界面粘接，它具有阻碍尼龙６结晶的作用。

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料Ⅰ.制备、表征及动态力学性能

用原位接枝插层法成功地制备了聚丙烯 /蒙脱土纳米复合材料 (PPMNC) .采用X射线衍射研究复合材料中蒙脱土硅酸盐片层间距 ,发现硅酸盐片层间距从 1 94nm升至 4nm左右 .同时研究了PPMNC的动态力学性能 ,结果表明 :PPMNC的动态储能模量明显高于聚丙烯 (PP) ,尤其在T >Tg 高温段 ,甚至可以达到PP基体的