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专题纳米一剥离型1专题纳米一剥离型1

时间:2022年01月14日

专题:纳米(一)剥离型1,专题:纳米(一)剥离型1

纳米微粒是近几年研究开发的新兴材料,纳米粒子这一技术的问世,为环氧树脂的改性提供了新途径。由于纳米粒子具有尺寸小,及比表面积大、表面能高、活性高、分散性好,加之将无机物的刚性尺寸稳定性,和热稳定性与聚合物的韧性、加工性,及介电性揉合在一起等独特的性能,表现出了较高的活性水平,很容易与环氧树脂中的某些官能团,发生物理或化学作用,可能提高复合材料的力学性能和热性能。环氧树脂/黏土纳米复合材料,出现以来备受国内外学者的关注,黏土矿物中由于硅酸盐晶片的叠层排列,经过有机化的处理以后,可以被聚合物或单体插层,制备出聚合物/黏土纳米复合材料此外,黏土价格低廉、纳米结构原位生成,避免了黏土与聚合物共混聚集,为聚合物基纳米复合材料的制备,提供了一条有效的新型途径。环氧树脂/黏土纳米复合材料的制备方法,主要有插层复合、共混法2种。这位专家对此及相关内容,一一作了详细全面的介绍。

一、剥离型酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

(一)引言

聚合物基纳米复合材料由于具有优良的物理、力学和化学性能,在基础研究和实际应用中都引起人们普遍的兴趣。其突出的性能与纳米分散相具有极大的比表面积,以及与基体间有很好的界面结合有关,特别是聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料,当层状硅酸盐在基体中含量很少时,就可以较大幅度地改善材料的性能,例如可以提高材料的力学性能、阻隔性能、阻燃性、耐热性和耐溶剂性能等,因而近年来成为研究热点。用于制备聚合物/粘土纳米复合材料的层状硅酸盐粘土主要是蒙脱土。

蒙脱土是一种纳米厚度的硅酸盐片层构成的粘土,其基本结构单元是由1片铝氧八面体,夹在2片硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构。它属于2:1型粘土矿物。每1个片层的厚度约为1nm;长和宽各约100nm。由于天然的蒙脱土片层在形成过程中,一部分位于中心层的Al被低价的金属离子(如Fe、Cu等)同心置换,导致各片层呈现出弱的电负性,因此在片层的表面往往吸附着金属阳离子(如Na+、Ca2+、K+、Li+等),以维持整个矿物结构的电中性。这些金属阳离子是被很弱的电场作用力,吸附在片层表面,因此很容易被无机金属阳离子、有机阳离子型表面活性剂和阳离子染料交换出来,使其表面由原来的亲水性变成亲油性,从而有利于有机物质包括许多聚合物插入层间。

通过插层聚合制备酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料,近年来也受到极大关注。在制备酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料时,可能形成插层型、剥离型的纳米复合材料,但只有剥离型才能使粘土与酚醛树脂基体之间,具有巨大的表面积接触和均一分散,并获得性能最佳的纳米复合材料。本文选用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB),对钠基蒙脱土进行有机化处理,采用适当的分散工艺使其在钡酚醛树脂中得到良好的分散,最终制得酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料,并对其层间剪切性能和烧蚀性能进行了研究。

(二)实验部分

1、原材料与试剂 低压钡酚醛树脂:北京251厂;钠基蒙脱土:阳离子交换量为110mmol/100g,浙江丰虹粘土化工有限公司;十六烷基三甲基溴化胺(CTAB):上海山浦化工有限公司;PAN基3k斜纹碳布:吉林炭素厂。

2、验方法

(1)有机蒙脱土的制备 在三口烧瓶中加入一定量的钠基蒙脱土和2000mL的去离子水,搅拌均匀制成悬浮液;将一定量的CTAB溶于水中后,加入到悬浮液中,在70~80℃下搅拌数小时后停止加热,待溶液静置分层去除澄清液体,得到白色絮状沉淀,再用去离子水洗涤抽滤数次,直至滴加1%AgNO3溶液无白色或淡黄色沉淀为止。所得白色絮状沉淀置于烘箱中,80℃烘干,研磨为粉末过300目筛,制得有机蒙脱土。

杨文杰律师

企业拆迁律师

周烘县律师

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