石旭东[1]2004年在《聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备表征及性能研究》文中指出聚合物纳米复合材料是一类新型的复合材料，由于纳米粒子的一些特性，使得该类材料具有许多优异的性能。目前在聚合物纳米复合材料领域中，无论是基础研究还是工业开发都十分活跃的是聚合物厂层状硅酸盐(Polymer／Layered Silicate，PLS)纳米复合材料。 本文首先采用乳液聚合法制备出了聚氯乙烯(PVC)／无机蒙脱土(MMT)纳米复合材料，通过XRD和TEM等手段对所制复合材料的形态结构进行了表征。结果表明通过乳液合成的方法，MMT能够以纳米尺度均匀分散于PVC基体中，形成部分剥离部分插层的结构。进一步对所制复合材料的乳胶粒径、分子量、力学性能及热性能进行了测试。发现MMT的加入和用量并不能明显影响复合乳液粒径的变化，而使聚合物的分子量变低，分子量分布指数减小。多项力学性能和热性能测试结果表明：适量MMT的加入使复合材料的性能有不同程度的提高。当MMT含量为2.1～3.5wt％时，复合材料的冲击强度比纯PVC的提高了近一倍。 为优选配方、降低产品成本，本文还采用乳液聚合的方法制备了不同乳化剂含量下的PVC／无机MMT纳米复合材料系列和PVC／国产无机MMT纳米复合材料。 此外，利用两种有机蒙脱土(OMMT)通过悬浮聚合的方法合成了PVC／OMMT纳米复合材料。一种为采用烷基季鏻盐有机化处理的MMT(pho-MMT)；另一种为采用烷基季铵盐处理的商品有机土(ammo-MMT)。对材料的形态结构、力学性能和热性能进行了测试和分析。结果表明：OMMT能够基本剥离并均匀分散于聚合物基体中。在适当土含量下两种复合材料的力学性均能得到提高。复合材料的玻璃化转变温度均高于纯PVC。然而不同种类的有机土对于材料热失重曲线和维卡软化点的影响较大。从整体上看，ammo-MMT使复合材料的热稳定性好于纯PVC，并且使材料的维卡软化点提高。而pho-MMT却加大了PVC脱HCl的速度，降低了复合材料在PVC分解第二阶段的热稳定性，直至PVC分解的第三、第四阶段，OMMT的加入才开始起到提高材料热稳定性作用，并且对材料维卡软化点的提高没有很大作用。 利用乳液聚合的方法制备了聚丙烯酸丁酯(PBA)／无机MMT复合胶乳，并在PBA／MMT复合胶乳存在下，采用悬浮聚合法制备了PVC／(PBA-MMT)纳米复合材料。发现MMT形成了部分剥离部分插层的结构，并且适量MMT的加入可以提高复合材料的力学性能和热稳定性。
胡海彦[2]2003年在《原位插层法聚氯乙烯/粘土纳米复合材料的制备及性能研究》文中指出聚合物／粘土纳米复合材料是一种新型的复合材料，因其综合性能优异而备受世人的关注。本文分别通过原位插层法和熔融插层法制备了聚氯乙烯／粘土纳米复合材料，通过插层结构和复合材料性能的对比，得出一系列有意义的结论；并研究了粘土表面修饰剂、插层方法以及树脂基体分子量对插层结构的影响。本文主要通过X射线衍射、透射电子显微镜对复合材料的结构进行表征，结果证明：原位插层复合材料中粘土片层基本剥离，均匀的存在于聚氯乙烯树脂基体中；熔融插层体系中粘土的分散状态明显劣于原位插层体系，粘土以一定量片层堆积的形式存在。将两种体系复合材料的力学性能相对比表明原位插层体系各项力学性能均明显优于熔融插层体系。粘土片层的均匀分布大大提高了原位插层法复合材料的维卡软化点；并且从热重分析看出，随着粘土含量的增加，材料在高温区域剩余比例增多。通过采用凝胶渗透色谱对树脂分子量测试，结果表明：粘土的加入并未明显改变树脂的分子量及分子量分布。粘土表面修饰剂对熔融插层体系的插层效果影响较为明显，而对原位插层体系并未造成明显影响。这是由两种不同的插层方法所采用不同的插层机理决定的。这一结果也证明原位插层法可以在更宽泛的粘土表面特性的范围内实现更大程度的插层。本文还考察了树脂基体分子量对熔融插层体系插层结构的影响。在树脂基体于粘土片层具有一定相容性的前提下，分子量较大的分子链对粘土片层可产生较大的作用力，利于粘土片层的剥离；但过大的分子量又降低了聚合物熔体的流动性，妨碍了粘土的进一步插层。总之，聚合物插层的效果是多方面因素综合影响的结果。研究了氮气气氛下复合材料的热分解动力学。结果表明：有机粘土中有机胺的加入诱使了材料的分解，对复合材料产生了不利影响。
胡海彦, 潘明旺, 李秀错, 石旭东, 张留成[3]2004年在《聚氯乙烯/粘土纳米复合材料的制备及性能》文中指出通过原位插层法制备了聚氯乙烯/粘土纳米复合材料,分别采用X射线衍射,透射电子显微镜对其结构与形态进行了表征。结果表明,粘土片层已基本被剥离,均匀分散于聚氯乙烯树脂基体中。复合材料的力学性能和耐热性能测试结果表明,适量有机粘土的加入能使其拉伸强度和维卡软化点均较纯聚氯乙烯有较大提高。
蔡长庚, 朱立新, 贾德民[4]2004年在《聚氯乙烯/粘土插层纳米复合材料研究进展》文中提出综述了PVC／粘土插层纳米复合材料的制备方法、性能特点和类型,着重介绍了当前该纳米复合材料的研究现状及存在的问题。研究结果显示,采用合适的插层改性技术,所制得的纳米复合材料具有优良的阻燃性、热稳定性及力学性能。
罗艳红[5]2000年在《聚氯乙烯/粘土纳米复合材料的制备及性能研究》文中研究表明聚合物/粘土纳米复合材料是目前新兴的一类复合材料，在粘土加入很少量时，就表现出优异的力学性能、耐热性、及阻隔性等，因此这类材料在薄膜、食品包装及电子、电器和汽车、飞机的零部件方面具有广阔的应用前景。 本文首次对聚氯乙烯（PVC）/粘土纳米复合材料的制备进行了研究，采用几种不同的方法制备了PVC/粘土复合材料，系统地研究了复合材料的形态结构、力学性能和耐热性能；并对几种方法制得的复合材料的性能进行了比较，优选出了制备PVC/粘土纳米复合材料方便可行的方法。 本文采用了一种较简便实用的分析方法——测定粘土膨润值的方法来区别粘土的类型（钠基或钙基），避免了较复杂的元素分析法。用带有长链结构的十六烷基三甲基溴化铵对钠基粘土（ZJI、DBI）进行了有机化处理，并采用FTIR、TGA和XRD等手段对有机粘土进行了表征。 采用熔融共混法制备了PVC/粘土复合材料，用XRD、TEM对复合材料的形态结构进行了表征，结果表明：PVC/有机粘土复合材料中，粘土已达到纳米级分散；PVC/无机粘土复合材料为常规粒子填充复合材料，但粒径较复合之前大大减小。PVC/有机粘土复合材料的力学性能、维卡软化点、动态力学性能均较纯PVC有显著提高。PVC/粘土复合材料的熔融塑化时间变短。复合材料中增塑剂的迁移性下降。 本文首次采用乳液共混法制备了PVC/无机粘土复合材料，TEM照片证明了粘土颗粒以纳米尺寸与聚氯乙烯复合。复合材料的抗冲击强度随粘土含量的增加而增加。维卡软化点和DMA的测试结果表明复合材料的耐热性有所提高。增塑剂在复合材料中的迁移性下降。 首次研究了在粘土存在下用悬浮聚合法来制备聚氯乙烯/无机粘土复合材料。TEM照片表明粘土分散体系的尺寸已远远小于其起始尺寸（40μm），复合材料的热分解温度和维卡软化点均有一定提高。 采用溶液插层法制备了PVC/有机粘土纳米复合材料，XRD、TEM结果表明粘土片层已发生剥离。复合材料在拉伸强度无明显下降的同时，其缺口冲击 河北工业大学硕士研究生学位论文强度、拉伸断裂伸长率、动态模量（玻璃态下）均有所提高。 比较了几种方法制得的复合材料的形态结构、力学、耐热等性能，发现熔融插层法和溶液插层法两种方法制得的复合材料的形态结构和性能基本相同，但熔融插层法具有更广泛的适用性；在粘土含量相同时，PVC／有机粘土复合材料的性能优于PVC／无机粘土复合材料。在PVCI无机粘土复合材料中，用乳液共混法制备的复合材料中粘土分散最均匀，力学、耐热性能提高最多，且具有工业实用价值。
赵明飞[6]2008年在《聚合物/无机纳米复合材料的制备与稳定性研究》文中研究表明聚合物/无机纳米复合材料由于其独特的性能引起人们广泛的研究兴趣,而且已成为材料研究领域的热点之一。它克服了单一材料和传统复合材料性能上的缺陷,使材料既具有无机材料的优点(如刚性、高热稳定性和特殊的光电磁性能等)又具有聚合物材料的优点(如弹性、介电性、延展性和易加工性等),而且由于无机纳米粒子在聚合物基体中是以纳米粒子的形式均匀分布的,所以纳米复合材料还具有在力学、热学、电学、光学等领域的一些特殊应用。本论文围绕纳米复合材料的制备方法及性能研究,主要开展了以下三方面的研究工作:1.采用溶液混合法分别制备了微米和纳米PVC/CaCO_3和PVC/Mg(OH)_2复合材料,应用TGA分析法对PVC的热性能做了对比研究,并采用一种简单易行的化学方法对PVC的热降解机理进行了研究:2.采用溶液混合法制备了PVC/ZnO和PVC/CaCO_3纳米复合材料,在365nm的紫外光照射下和纯PVC做了对比性研究,对照射后的样品进行了FT-IR,TGA,XPS及溶解性能研究,结果发现具有光活性的纳米ZnO对PVC的光氧化降解的初始阶段具有促进作用,同时在脱HCl过程中生成的ZnCl_2可以促使PVC的交联;但是不具光活性的纳米CaCO_3对PVC的光降解有阻碍作用。3.采用无皂微乳液法成功制备了埃洛石/聚苯乙烯(HNTs/PS)核壳结构纳米复合微球,并提出了一种形成单分散核壳结构纳米微球的可能机理。同时通过本体聚合法制备了一种接枝率(PG%)高达230%的HNTs/PS纳米复合材料,这是由于聚苯乙烯在埃洛石纳米管内和埃洛石表面及埃洛石之间发生交联的结果,得到的HNTs/PS和HNTs-PS的热稳定性相对纯聚苯乙烯的热稳定性都有很大程度的提高。
杨志华[7]2006年在《聚氯乙烯Cu～（2+）-有机蒙脱土阻燃抑烟剂的合成及性能研究》文中指出聚氯乙烯(PVC)是一种通用型热塑性树脂，因其具有优良的加工性能、电性能、抗化学腐蚀性等而被广泛应用在人们生产生活的各个方面。虽然PVC具有诸多优点，但仍存在热稳定性差、燃烧时发烟量大的缺点，从而限制了发展。因此开发高性能的阻燃抑烟剂是PVC持续发展的关键。 本文以钠基蒙脱土(Na-MMT)为原料，硅烷偶联剂(KH550、KH560、KH570、KH792)和硫酸铜(CuSO_4)为复合插层剂，水为溶剂，在pH＜4(醋酸调节)条件下，合成了四种铜-有机蒙脱土(Cu~(2+)-OMMTs)。通过热失重法、烧失率和原子吸收分光光度法测定了硅烷偶联剂和Cu~(2+)的含量。利用X-射线衍射法对其结构进行表征，结果表明：硅烷偶联剂进入了蒙脱土的片层，并扩大了层间距。X-射线衍射数据表明Cu~(2+)-OMMTs较有机蒙脱土(OMMTs)的层间距小，证明了Cu~(2+)插入了蒙脱土片层中。 以PVC树脂、加工助剂以及蒙脱土为原料按照不同的比例采用双螺杆挤出造粒、双辊混炼的方法制备了MMTs／PVC复合材料，并对其力学性能、结构形态、热降解行为、阻燃抑烟性能以及流变行为进行了测试和表征。 力学性能测试表明：cu~(2+)-OMMTs提高了PVC复合体系的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度；添加量不同对材料性能影响程度不同；不同的Cu~(2+)-OMMTs对材料性能影响也不同。与Na-MMT／PVC相比，Cu~(2+)-OMMTs／PVC的拉伸性能和弯曲性能优于Na-MMT／PVC，但是缺口冲击性能低于Na-MMT／PVC。SEM表明改性蒙脱土的加入改变了PVC复合材料的断面形貌，使断面变的坚实而光滑。 TGA结果表明：MMTs使PVC的起始分解温度提前，并降低了PVC第一阶段的最大热降解速率，残炭量增加；Cu~(2+)-OMMTs效果最显著，其次为OMMT’s，最后是Na-MMT。锥形量热仪数据表明：MMTs使PVC更早的开始脱出氯化氢，并且使得PVC碳骨架的热裂解提前，碳骨架的热裂解速度显著降低，残炭量增加。在三类蒙脱土中，Cu~(2+)-OMMTs使PVC的HRR、THR、SPR和TSP下降的幅度最大，这说明其阻燃、抑烟效果最好，尤其是抑烟效果，在铜含量最大仅为0.004％(占整个PVC体系)就可使材料的抑烟效率达45％左右。Cu~(2+)-OMMTs的抑烟效率均比Na-MMT和OMMTs高。 流变行为测试表明：MMTs可以降低PVC体系的塑化转矩和平衡转矩，改善材料的流动性。OMMTs更有利于材料的加工。由于铜的存在，Cu~(2+)-OMMTs使得PVC复合材料的流变性能变差。转速增大不利于PVC复合材料的加工。
马军营[8]2008年在《聚氯乙烯（PVC）/纳米SiO_2复合材料的制备及性能研究》文中研究指明通用塑料的高性能化和多功能化是开发新型材料的一个重要趋势,而将纳米粒子作为填料来填充改性聚合物,是获得高强高韧复合材料有效方法之一。目前,有关PVC纳米复合材料结构与性能之间的关系方面缺乏系统深入的研究。本论文分别采用原位聚合和熔融共混方法,选用不同表面修饰的可分散型和可反应型纳米SiO2,制备得到了PVC/纳米SiO2复合材料,研究了不同类型的纳米SiO2对于PVC聚合过程、颗粒特性和复合材料结构与性能的影响。具体研究内容和主要研究结果如下所示:1.不同纳米SiO2对与PVC聚合过程和颗粒特性的影响利用原位聚合的方法,首先考察了可分散型DNS系列和可反应型RNS系列纳米SiO2对于氯乙烯(VC)单体聚合过程的影响,结果发现:RNS-A、RNS-SR、DNS-2对VC聚合过程产生不利的影响,使得聚合时釜内出现结块,最后出料为不合格的颗粒料,只有RNS-D和DNS-3在3份以下对聚合没有太大影响。然后,我们着重研究了RNS-D对与VC聚合过程的影响,主要包括对于聚合时间和颗粒的常规特性的影响。结果发现,RNS-D的加入使得聚合反应的时间延长;通过对PVC内部和外部形貌的观察,可知RNS-D使PVC的颗粒的外部的形态更加均匀,内部结构的更加疏松,孔隙明显的增多;常规性能的测试结果表明:RNS-D加入时树脂的粘数、吸油值明显增加,而表观密度略有下降;颗粒大小随着RNS-D加入量的增加略有变粗,但是在3%以下基本没有什么影响。2. PVC/纳米SiO2复合材料的界面结构分析为了考察不同纳米SiO2对于PVC性能造成影响的原因,我们采用多次超声洗涤从PVC纳米复合树脂中抽提出纳米SiO2:RNS-D和DNS-3,分别对他们进行了TGA,FTIR,XPS表面结构分析,结果是洗脱出RNS-D表面仍然有PVC存在,而DNS-3表面却没有,证明了可反应的RNS-D确实参与了VC的聚合,与PVC基体之间形成了化学的结合,无法通过洗涤除掉。3. PVC/纳米SiO2复合材料力学性能研究我们考察了原位聚合和熔融共混法制备的不同PVC纳米复合材料的力学性能,主要测试了不同纳米SiO2对于PVC拉伸性能和冲击性能的影响。实验结果表明:原位聚合法制备的PVC/RNS-D纳米复合材料的拉伸强度有10%的提高,断裂伸长率提高106%,弹性模量也有明显提高,而冲击强度却有明显下降;熔融共混法制备的PVC/RNS-D和PVC/DNS-2纳米复合材料的力学性能有大幅度的提高,RNS-D含量为4%使得PVC的冲击强度提高了约70%,拉伸性能稍有提高,DNS-2含量为6%时使得PVC的冲击强度提高了141%,拉伸强度没有明显下降。4. PVC/纳米SiO2复合材料的热性能及加工流变性能研究通过对PVC/纳米SiO2热性能的研究,结果显示:原位聚合法PVC/RNS-D纳米复合材料的维卡软化点较纯PVC有明显上升;TG结果显示原位聚合PVC/RNS-D纳米树脂的HCl降解速率明显下降;且纳米树脂经加工过以后的热稳定性也有提高;熔融共混法PVC/纳米SiO2复合材料的热稳定性均有提高。加工流变性能的测试结果显示:原位聚合PVC/RNS-D纳米复合材料的加工流变性能变差,熔融时间(塑化时间)延长,加工扭矩没有太大变化;熔融共混法PVC/纳米SiO2复合材料的加工流变性能大幅度提高,熔融时间大大缩短,扭矩略有增加,最终的熔融因数明显提高,RNS-D改善流变性能的效果更加明显。
闫平科, 高玉娟[9]2007年在《PVC/蒙脱石(粘)土纳米复合材料研究进展及其应用》文中认为总结分析了PVC/蒙脱石(粘)土纳米复合材料的研究进展,并对其应用进行综述。采用熔融插层、悬浮聚合及乳液聚合等方法可以制备PVC/蒙脱石(粘)土纳米复合材料,并被应用到工程材料、阻隔性材料、功能性材料等领域。PVC/蒙脱石(粘)土纳米复合材料与传统的复合材料相比,表现出了更优越的综合性能,且比传统的复合材料轻,具有高强度、高模量、高耐热性、低吸湿性、高尺寸稳定性、阻隔性能好,性能全而超过了PVC树脂。PVC/蒙脱石(粘)土纳米复合材料不仅具有良好的加工性能,与普通的玻璃纤维增强和矿物增强PVC相比,具有密度低、耐磨性好、综合性能优等特性。
王孝龙[10]2007年在《PET/SiO_2纳米复合材料的制备及性能研究》文中指出采用原位聚合法和溶胶-凝胶法制备PET／SiO_2纳米复合材料，通过对几种制备方法的比较，最终选择了溶胶．凝胶法来制备PET／SiO_2纳米复合材料。将正硅酸乙酯和水加入到制备PET的中间产物对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)中，在液态下均匀混合，高温下发生溶胶-凝胶反应，再经过缩聚反应制得PET／SiO_2纳米复合材料，对制得的复合材料进行结构表征及性能分析研究。通过特性粘度的测试计算，PET／SiO_2纳米复合材料的特性粘度随SiO_2含量的增加而逐渐降低。普通PET灼烧后几乎无残留，而PET／SiO_2纳米复合材料灼烧后则残留大量白色粉体，经红外测试白色粉体为SiO_2，这说明SiO_2的确是存在于PET基体中。且通过TEM图像可以看出SiO_2的粒径在几纳米到几十纳米之间，均匀分散在PET基体中，SiO_2和PET基体之间的界面模糊，且没有微观相分离的发生。通过TG测试对PET和PET／SiO_2纳米复合材料的热降解动力学进行的分析研究表明，PET／SiO_2纳米复合材料初始阶段的降解活化能降低，其它阶段的活化能明显提高。这说明，在降解过程中的高温阶段，SiO_2使复合材料降解变得困难。通过DSC对非等温结晶动力学的研究表明，由于复合材料中SiO_2表面接枝了一定量的PET大分子，引起部分交联结构，严重限制了PET大分子的活动，因此复合材料中的SiO_2对PET的结晶起到阻碍作用。通过CONE对材料的燃烧性能研究表明，虽然PET／SiO_2纳米复合材料的点燃时间较普通PET缩短，但是SiO_2的加入明显降低了复合材料的热释放速率、热释放速率峰值及峰值出现时间、总释热量，因此SiO_2可以在一定程度上延缓复合材料的燃烧过程。通过毛细管流变仪对材料熔体的流变性能进行了研究，在低剪切速率下，PET／SiO_2纳米复合材料熔体表观粘度明显高于普通PET熔体，当剪切速率逐渐增加时，熔体非牛顿区内体系粘度逐渐降低，而且PET／SiO_2纳米复合材料熔体粘度降低速率较普通PET熔体快，说明复合材料对剪切应力的变化更敏感，这种现象有利于提高熔体在挤出注射成型时的流动性。
参考文献：
[1]. 聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备表征及性能研究[D]. 石旭东. 河北工业大学. 2004
[2]. 原位插层法聚氯乙烯/粘土纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 胡海彦. 河北工业大学. 2003
[3]. 聚氯乙烯/粘土纳米复合材料的制备及性能[J]. 胡海彦, 潘明旺, 李秀错, 石旭东, 张留成. 高分子材料科学与工程. 2004
[4]. 聚氯乙烯/粘土插层纳米复合材料研究进展[J]. 蔡长庚, 朱立新, 贾德民. 绝缘材料. 2004
[5]. 聚氯乙烯/粘土纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 罗艳红. 河北工业大学. 2000
[6]. 聚合物/无机纳米复合材料的制备与稳定性研究[D]. 赵明飞. 兰州大学. 2008
[7]. 聚氯乙烯Cu～（2+）-有机蒙脱土阻燃抑烟剂的合成及性能研究[D]. 杨志华. 东北林业大学. 2006
[8]. 聚氯乙烯（PVC）/纳米SiO_2复合材料的制备及性能研究[D]. 马军营. 河南大学. 2008
[9]. PVC/蒙脱石(粘)土纳米复合材料研究进展及其应用[J]. 闫平科, 高玉娟. 地球科学与环境学报. 2007
[10]. PET/SiO_2纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 王孝龙. 青岛大学. 2007
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