【正文】 層間，X射線粉末衍射 (XRD)表明，插層后蒙脫土層間距從 ，是十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB)處理效果的兩倍，沉降實(shí)驗(yàn)表明，改性后蒙脫土在苯乙烯和石蠟中形成凝膠體系，表現(xiàn)出很好的相容性 和分散性，這種改性效果優(yōu)于目前常用的 CTAB 處理效果，更有利于聚合物或其單體進(jìn)入蒙脫土層間形成納米復(fù)合材料。結(jié)果顯示 ,BR大分溶液插層法制備可降解聚酯 /蒙脫土納米復(fù)合材料及其性能表征 5 子鏈插入到 OMMT 片層中 ,OMMT 在橡膠中為納米級分散 。 聚合物乳液插層 聚合物乳液插層是一種簡便的制備方法，直接利用聚合物乳液如橡膠膠乳對分散的粘土進(jìn)行插層，可規(guī)模化進(jìn)行，能在一定范圍內(nèi)有效地調(diào)控復(fù)合材料的組 成比例，無環(huán)境污染。肖泳等 [14]利用溶液插層法制備了聚環(huán)氧乙烷 (PEO)/LixMoO3 納米復(fù)合材料 ,并對 PEO 插層過程的機(jī)理作了初步探討。石光等 [13]以醋酸溶液為介質(zhì) ,通過溶液插層方法 ,研究了插層反應(yīng)溫度、插層反應(yīng)時(shí)間、殼聚糖 (CS)用量以及 CS 相對分子量等諸多因素對插層復(fù)合物結(jié)構(gòu)的影響，對插層反應(yīng)溫度、插層反應(yīng)時(shí)間、 CS 用量以及 CS 相對分 子量等諸多因素與插層復(fù)合物結(jié)構(gòu)之間關(guān)系進(jìn)行了研究 ,結(jié)果表明 :應(yīng)用相對分子量為 105的 CS,在 60℃ 下 ,插層 6 h,所獲插層復(fù)合物層間距最大為 nm。 聚合物水溶液插層 聚合物可以從水溶液中直接插層到粘土礦物的層間域形成納米復(fù)合材溶液插層法制備可降解聚酯 /蒙脫土納米復(fù)合材料及其性能表征 4 料。 佘希林 [9]利用聚合時(shí)放出大量熱量，克服蒙脫土片層間的作用力使蒙脫土晶層間距擴(kuò)大，以致于蒙脫土片層在聚合物基體中以納米級分散，制得納米復(fù)合材料。 董良云 [8]認(rèn)為 溴化十六烷基三甲銨（ CTMAB）含量高的雙陽離子有機(jī)蒙脫土在高濃度部分協(xié)同作用明顯，分配作用占了總吸附作用的大部分比例 。 MehmetAkcay 等 [5]研究了酚類物質(zhì)在有機(jī)蒙脫土上的改性，得出其動(dòng)力學(xué)反應(yīng)方程式相當(dāng)于一級反應(yīng)，并且計(jì)算出了 ℃ ～ ℃ 的反應(yīng)常數(shù)。 王一中 [3]用多種有機(jī)陽離子對蒙脫土進(jìn)行有機(jī)改性，通過離子交換反應(yīng)將有機(jī)陽離子嵌入蒙脫土的層間，蒙脫土的晶層結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹，改變了蒙脫土的層間環(huán)境，因而長鏈季銨鹽有機(jī)改性蒙脫土具有良好親油特性。目前，美、英、意、日等國已研制出一系列不同用途的有機(jī)蒙脫石，也有不少學(xué)者對這方面做過一定的總結(jié)。 大多數(shù)聚合物基納米復(fù)合材料仍處于研究開發(fā)階段。PBAT產(chǎn)品的典型應(yīng)用有 :有機(jī)廢棄物的垃圾袋、農(nóng)用地膜、家用薄膜、涂層或?qū)訅褐破?(如紙張 )、快餐公共飲食業(yè)所用的淀粉食品的包裝材料 (如盤子、杯子 ) [1]。類似低密度聚乙烯 (LDPE)共聚酯的可生物降解聚酯（ PBAT）的物理特性是結(jié)晶度低、柔軟、透明，可利用普通PET 聚合裝置稍加改進(jìn)來進(jìn)行生產(chǎn)，其工藝簡單，因而備受關(guān)注。溶液插層法制備可降解聚酯 /蒙脫土納米復(fù)合材料及其 性能表征 i 目 錄 1 前言 ............................................................................................................................. 1 2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 ......................................................................................... 2 溶液插層法 ....................................................................................................... 3 單體溶液插層 ......................................................................................... 3 聚合物水溶液插層 ................................................................................. 3 聚合物乳液插層 ..................................................................................... 4 聚合物有機(jī)溶液插層 ............................................................................. 5 聚合物熔融插層法 ........................................................................................... 5 3 本實(shí)驗(yàn)的目的及意義 ................................................................................................. 6 4 實(shí)驗(yàn) ............................................................................................................................ 7 材料與試劑 ...................................................................................................... 7 設(shè)備與儀器 ...................................................................................................... 7 試驗(yàn)方法 .......................................................................................................... 8 蒙脫土的結(jié)構(gòu)特征及插層原理 ............................................................ 8 蒙脫土有機(jī)化處理 .............................................................................. 10 復(fù)合材料的制備 .................................................................................. 11 復(fù)合材料性能的測試 .................................................................................... 11 復(fù)合材料的表征 ............................................................................................. 11 X射線衍射（ XRD） ....................................................................... 11 示差掃描量熱分析（ DSC） ............................................................ 11 5 結(jié)果與討論 .............................................................................................................. 12 固相法插層蒙脫土的工藝研究 .................................................................... 12 HTAB 與蒙脫石不同比例含量產(chǎn)物的 XRD測試分析 ................ 12 HTAB與蒙脫石不同攪拌時(shí)間產(chǎn)物的 XRD測試分析 ................ 14 HTAB 與蒙脫石不同攪拌溫度的產(chǎn)物的 XRD測試分析 ............ 16 液相法與固相法插層蒙脫土的工藝比較 .......................................... 18 復(fù)合材料性能分析 ........................................................................................ 20 X射線衍射檢測分析復(fù)合材料的力學(xué)性能 ................................... 20 溶液插層法制備可降解聚酯 /蒙脫土納米復(fù)合材料及其 性能表征 ii DSC 分析該復(fù)合材料的結(jié)晶度 ....................................................... 21 DSC 分析該復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度 ................................................... 22 DSC 分析該復(fù)合材料的斷裂伸長率 ............................................. 23 4 結(jié)論 .......................................................................................................................... 25 致 謝 .......................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 28 溶液插層法制備可降解聚酯 /蒙脫土納米復(fù)合材料及其性能表征 1 1 前言 隨著各種高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，繼而產(chǎn)生大量的廢棄高分子材料，不斷加劇對環(huán)境的污染。 聚對苯二甲酸丁二醇酯 己二酸丁二醇酯（ PBAT）是一種可生物降 解聚酯 ,其機(jī)械性能與低密度聚乙烯相近 ,柔韌性良好。 PBAT 產(chǎn)品具有很高的韌性和很好的附著性，用于蔬菜、水果和肉類包裝， PBAT膜的濕蒸汽透 過率小于 50%。文章主要對 MMT/PBAT 的拉伸性能進(jìn)行研究 ,在力學(xué)性能方面對薄膜材料進(jìn)行評價(jià) ,為進(jìn)一步改善薄膜性能提供參考。 2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 國外自五十年代起，就開始了有機(jī)蒙脫石的研究和開發(fā)。 XRD 測試結(jié)果表明 :PPB系列中的 PP 高分子鏈已經(jīng)插層進(jìn)入到有機(jī)蒙脫土的片層間。 Shannon L等 [4]研究了三種非極性溶液在十六烷基改性后的蒙脫土上的吸附情況，發(fā)現(xiàn)在 50%CEC 以下，溶質(zhì)的吸附量隨著有機(jī)碳含量的減少而急劇減少。近年來對雙陽離子、陰一陽離子、陽一非離子改性蒙脫石的研究漸成熱點(diǎn)。 溶液插層法 單體溶液插層 所謂單體溶液插層就是將粘土分散在液態(tài)活性單體中，以單體插入到粘土的層間進(jìn)行原位聚合形成有機(jī)聚合物插層復(fù)合材料的一種插層方法。 張蕤 等 [10]采用單體原位插層聚合法 ,能夠成功地將丙烯酰胺單體在聚合過程中嵌入并穩(wěn)定存在于 α磷酸鋯（ αZrP）層間 ,獲得納米復(fù)合材料 .在無機(jī)物 αZrP 質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 5%時(shí) ,能夠形成層板剝離的層離型納米復(fù)合結(jié)構(gòu) ,而當(dāng) αZrP 質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 5%時(shí)則能夠獲得具有插層結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺（ PAM） /αZrP 納米復(fù)合材料 .有關(guān) PAM/αZrP 納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能及其界面之間的相互作用還有待進(jìn)一步研究 . 王進(jìn)鋒 [11]原位插層 制備聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)/MMT 納米復(fù)合材料的最佳條件進(jìn)行了中試放大實(shí)驗(yàn)，對所得復(fù)合材料進(jìn)行了 SEM、 XRD 和力學(xué)性能和維卡軟化點(diǎn)的測試，結(jié)果表明蒙脫土在 PBS 基體中分散均勻，PBS 較好的插入進(jìn)了蒙脫土片層之間，其層間距有了較大提高，得到的為納米復(fù)合材料，與純 PBS 相比所得復(fù)合材料的力學(xué)性能和維卡軟化點(diǎn)都有了較大的提高。 許鑫華等 [12]LiClO4 對蒙脫土進(jìn)行鋰化制備了鋰化蒙脫土，然后以鋰化蒙脫土和聚乙二醇進(jìn)行溶液插層納米復(fù)合，熱重分析表明體系中的 LiClO4 降低了材料的耐熱性能，使用上限溫度為 115℃ ，而純聚乙二醇可耐溫 200℃ ，但對于通常希望在常溫下使用的固體電解質(zhì)來說，這一影響不大。 CS 相對分子量是影響插層結(jié)構(gòu)的主要因素 ,通過 CS 相對分子量大小的調(diào)整有望得到結(jié)構(gòu)可控