聚醚铵改性蒙脱土对纳米蒙脱土/聚丙烯复合材料微观结构的影响

采用自制的2种大层间距(层间距分别为6.72nm和8.66nm)的聚醚铵(POP)改性蒙脱土(MMT)OMMT1和O-MMT2,通过共混法与增容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)或聚丙烯(PP)复合,考察了共混方法、共混时间、POP改性MMT的层间距及PP-g-MAH对MMT/PP-g-MAH和MMT/PP复合材料微观结构的影响。研究结果表明:由于O-MMT1具有较大的层间距,在溶液共混和熔融共混中,均能使MMT在PP-gMAH基体中发生剥离;随着共混时间延长,O-MMT1由插层型经过过渡状态向剥离型转变,最终可以获得完全剥离的纳米MMT/PP-g-MAH复合材料;在溶液共混的过渡态中存在大量"双层结构"的MMT片层;具有更大层间距的O-MMT2以及PP-g-MAH的加入均能更有效地促进MMT在PP基体中的剥离,从而获得完全剥离的纳米MMT/PP复合材料。

不同链长的聚醚铵阳离子协同插层对蒙脱土性能的影响

为了制备高性能的聚合物/蒙脱土纳米复合材料,必须对蒙脱土(MMT)进行有机改性来改善蒙脱土表面的疏水性、提高蒙脱土与聚合物之间的相容性,同时也需要尽可能地增大蒙脱土的层间距.为此,提出了一种采用不同链长的聚醚铵阳离子协同插层MMT的新方法,即采用D2000(或T5000)聚醚铵盐与D400聚醚铵盐协同插层MMT,并采用X射线衍射分析(XRD)和热重分析(TGA)研究了协同插层对改性MMT的层间距、有机含量以及耐热性的影响.另外,也研究了插层过程中的搅拌方式和D400聚醚铵盐多次插层对改性MMT的层间距、有机含量等的影响.研究结果表明,采用长链聚醚铵阳离子协同插层更有利于提高D400聚醚铵盐改性MMT的层间距和有机含量;T5000协同插层MMT中总的有机含量(64.06%)进一步增加,这可能是因为T5000的支链在MMT层间形成的笼型结构既提供了更大的空隙,又起到了屏蔽作用,同时也得到了较大的层间距(6.86 nm).

改性蒙脱土/双马来酰亚胺复合材料微观形貌及力学性能

采用聚醚胺(POP)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)作为改性剂,通过离子交换法制备了改性蒙脱土(POP-MMT和OTAC-MMT);以4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(MBMI)、3,3′-二烯丙基双酚A(BBA)、双酚A和双烯丙基醚(BBE)为原料制备了复合材料基体(MBMI-BBA-BBE);利用原位聚合法将POP-MMT和OTAC-MMT分别掺杂于基体中制备POP-MMT/MBMI-BBA-BBE和OTAC-MMT/MBMI-BBA-BBE复合材料。FTIR图谱显示,两种改性蒙脱土片层中均引入了新的基团并成功实现改性。XRD结果表明,OTAC-MMT和POPMMT层间距相对于钠基蒙脱土(Na-MMT)均增大。SEM图像显示:复合材料的表面更加粗糙,改性蒙脱土分散均匀,出现了银纹和微裂纹并向不同方向发展,呈韧性断裂。力学性能测试结果表明:POP-MMT/MBMI-BBA-BBE和OTAC-MMT/MBMI-BBA-BBE的冲击强度及弯曲强度均先增加后降低,且均高于Na-MMT/MBMI-BBA-BBE和MBMI-BBA-BBE,力学性能提高明显,尤其OTAC-MMT/MBMI-BBA-BBE复合材料的效果更为显著。