【正文】 烯烴粘土納米復(fù)合材料研究進展5。近年來，用原位復(fù)合法等制備納米復(fù)合材料已成為材料科學(xué)領(lǐng)域中一個比較新穎的課題。除了上述兩種結(jié)構(gòu)明確的納米復(fù)合材料外，另一類中間結(jié)構(gòu)是介于插層型和剝離型納米復(fù)合材料之間，即同時存在插層結(jié)構(gòu)和剝離結(jié)構(gòu)，通常這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料的 XRD 衍射峰變寬，因此必需結(jié)合 TEM 來判定復(fù)合材料總體的結(jié)構(gòu)。依據(jù)復(fù)合材料各成分(層狀硅酸鹽、有機陽離子及聚合物基體)本身的特點及復(fù)合材料的制備方法，可制得 3 種類型的復(fù)合材料：當聚合物不能插入到層狀硅酸鹽片層之間，就得到相分散的復(fù)合材料，即傳統(tǒng)的“微觀復(fù)合材料” ，當聚合物鏈插入到層狀硅酸鹽片層之間形成一種聚合物/層狀硅酸鹽交替有序的多層形態(tài)，即得到“插層型納米復(fù)合材料” ，而當層狀硅酸鹽片層完全均勻分散在連續(xù)的聚合物基體中，就得到“ 剝離型納米復(fù)合材料 ”。 聚合物納米復(fù)合材料概述聚合物納米復(fù)合材料是以聚合物為基體（連續(xù)相） 、無機粒子以納米尺度（小于 100nm）分散于基體中的新型高分子復(fù)合材料。近年來，納米復(fù)合材料的發(fā)展迅速，被稱為“21 世紀最有前途的材料之一” ，受到了科技界的普遍關(guān)注，從而形成了納米復(fù)合材料研究的熱潮。 納米復(fù)合材料概述納米復(fù)合材料這一概念是 1984 年由 Roy 首次提出來的。當今學(xué)術(shù)界中，通用塑料的工程化研究已成為高分子材料研究的方向之一，在這一領(lǐng)域中采用的首選方法就是聚烯烴塑料的填充改性。為了進一步提高材料的性能，對其進行改性，不僅具有很高學(xué)術(shù)價值，而且為傳統(tǒng)產(chǎn)品的提檔更新帶來劃時代的意義 [2]。按體積計，聚烯烴樹脂已超過鋼鐵，成為人類不可缺少的一類材料。聚烯烴粘土納米復(fù)合材料研究進展1聚烯烴粘土納米復(fù)合材料研究進展聚烯烴粘土納米復(fù)合材料研究進展2目 錄第一章 概述 .....................................................................................................................1 聚烯烴概述 .............................................................................................................1 納米復(fù)合材料概述 .................................................................................................1 聚合物納米復(fù)合材料概述 .....................................................................................1 聚烯烴/粘土納米復(fù)合材料概述 ............................................................................2第二章 聚烯烴/粘土納米復(fù)合材料基礎(chǔ)理論 ................................................................5 形成理論 ..................................................................................................................5 特點及特征 ..............................................................................................................5 結(jié)構(gòu)及性能表征 ......................................................................................................6 催化劑的選擇 ..........................................................................................................6第三章 聚烯烴/粘土納米復(fù)合材料的性質(zhì) ....................................................................9 物理力學(xué)性能 .........................................................................................................9 動力學(xué)分析 ...........................................................................................................10 熱力學(xué)分析 ...........................................................................................................10 阻燃性能和氣體阻隔性能 ...................................................................................12 光學(xué)清晰度 ...........................................................................................................12第四章 聚烯烴粘土納米復(fù)合材料現(xiàn)狀 .......................................................................13 聚丙烯/粘土納米復(fù)合材料的制備 ......................................................................13 聚乙烯/粘土納米復(fù)合材料的制備 ......................................................................15 聚苯乙烯/粘土納米復(fù)合材料的制備 ..................................................................18第五章 聚烯烴/粘土納米復(fù)合材料發(fā)展趨勢 ..............................................................20結(jié) 論 ...............................................................................................................................23聚烯烴粘土納米復(fù)合材料研究進展3第一章 概述 聚烯烴概述聚烯烴是一類綜合性能優(yōu)良、應(yīng)用十分廣泛的通用樹脂。由于其加工簡單、生產(chǎn)能耗低、原料來源豐富等特點，發(fā)展十分迅速，在合成樹脂和塑料中所占的比例逐年增加。但其性能方面也存在不足與缺點：比如與工程塑料相比抗撕裂強度小、硬度??；耐摩擦、耐熱、耐燃性能差；抗化學(xué)、抗環(huán)境藥品性能差等 [1]。因此，解決現(xiàn)有聚烯烴材料存在的各項問題，研究和開發(fā)性能更好、技術(shù)更先進、成本更低、且不會造成環(huán)境污染的聚烯烴新技術(shù)是 21 世紀石油化工的重要目標。在聚烯烴中加入填充劑可以提高材料的機械性能，改善其加工性能，同時也能降低成本 [3]。它是指復(fù)合物的分散相至少有一相的一維尺寸達到納米級（1～100nm ）的材料。納米復(fù)合材料的研究在金屬和陶瓷領(lǐng)聚烯烴粘土納米復(fù)合材料研究進展4域開展的比較廣泛和深入，而聚合物納米復(fù)合材料的研究起步較晚，但近年來發(fā)展迅速，引起高分子科學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注 [4]。與傳統(tǒng)復(fù)合材料相比，由于納米粒子帶來的納米效應(yīng)和納米粒子與基體間的界面相互作用，聚合物納米復(fù)合材料具有優(yōu)于相同組分常規(guī)聚合物復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)性能，為制備高性能、多功能的新一代復(fù)合材料提供了可能 [6]。X 射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)兩種技術(shù)可以辨別插層型和剝離型兩種結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料，剝離型納米復(fù)合材料的特征是無 XRD 衍射峰，這或者是由于層狀硅酸鹽層間距太大，或者是層狀硅酸鹽片層完全無序，TEM 可以觀察復(fù)合材料的形態(tài)，尤其是觀察層狀硅酸鹽片層完全無序的結(jié)構(gòu)。制備納米復(fù)合材料的方法可以采用包括“原位復(fù)合”等在內(nèi)的各種方法。其中插層原位復(fù)合法是一種典型的原位復(fù)合方法，它是指在聚合過程中，將聚合物單體插入到粘土片層中間形成二維有序的納米復(fù)合材料的制備方法。由于納米復(fù)合材料的分散相與基體之間的界相面面積大，能把分散相和基體的性能充分結(jié)合起來，與基體材料相比，性能大大提高。納米粒子不僅使聚合物的強度、剛性、韌性得到了明顯的改善，而且由于其尺寸小、透光率好，可以增加塑料的密度，提高塑料的透光性、防水性、阻隔性、耐熱性及抗老性等功能特性。 聚烯烴/粘土納米復(fù)合材料概述在聚烯烴納米復(fù)合材料的研究中，以層狀硅酸鹽為分散相的研究最多，這是由于層狀硅酸鹽的插層化學(xué)已有深入的研究，同時層狀硅酸鹽又容易獲得，用于制備聚烯烴/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料的層狀硅酸鹽屬于 2:1 型層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)家族，如蒙脫土(MMT)、水輝石、海泡石等。它們的結(jié)晶晶格是由一個鋁氧(鎂氧)八面體夾在兩個硅氧四面體之間靠共用氧原子而形成的層狀結(jié)構(gòu)，每個結(jié)構(gòu)單元厚度為 1nm 左