蒙脱土的有机处理及其在塑料改性中应用.pdfVIP

2009年全国电器附件行业技术交流大会论文集 蒙脱土的有机处理及其在塑料改性中的应用 盛仲夷．谢松桂 (杭州鸿雁电器有限公司，浙江杭州310007) 摘 要：提出介孔化学反应解聚纳米软团聚体机理，选用钠基(或钙基)蒙脱土，应用环氧化合物插层改 性蒙脱土，制备插层剥离的环氧化有机蒙脱土。应用该有机蒙脱土与接枝聚烯烃熔融挤出，制备聚合物基蒙脱 土母粒。该有机蒙脱土和母粒，经XRD和TEM测试分析，蒙脱土的层间距3．0—10．Onto．在聚合物中可充分剥 离，基本达到纳米级分散。 关键词：介孔化学反应；环氧化合物；环氧化有机蒙脱土；插层；剥离；纳米复合材料 引言 纳米颗粒子之间的距离。解聚纳米软团聚体．使 蒙脱土属2：1构型3层结构的粘土矿物． 聚合物分子易插入纳米粒子之间的间隙。此外． 其晶胞由2层硅氧四面体中间夹1层铝氧八面体 化学活性物质应有良好的热稳定性和较高的沸 组成。四面体与八面体依靠共同氧原子连结．形 点，在高温、高压、高剪切力下不易分解和气 成厚0．96nm．宽厚比约100—1000高度有序的准 化。化学活性物质还应能进一步和高分子链上的 二维晶片，晶胞平行叠置。蒙脱土中的同晶置换 活性基团发生化学作用．以提高纳米颗粒子与聚 现象极为普遍．晶格中的Sp、A13+易被其他低价合物的相容性。 离子取代．单位晶层有较多负电荷。能吸附等量 根据介孔化学反应解聚纳米软团聚体机理． 阳离子。晶层间可能存在的阳离子有M矿、Ca2+、发明了选用化学活性物质一环氧化合物作为插层 Na+、K+、H+及Li+等。根据蒙脱土晶层间可交换改性剂。环氧化合物在一定条件下形成非稳态反 阳离子的种类、含量将天然蒙脱土划分为钠基蒙 应型有机阳离子．与蒙脱土晶层间的阳离子进行 脱土、钙基蒙脱土和天然漂白土。蒙脱土晶层中 阳离子交换，插入蒙脱土的层间；采用直接混合 的阳离子都具有可交换性能。能被其他有机或无 和溶液混合法都能得到表观均匀、稳定的半透明 机阳离子交换．蒙脱土晶层中可交换的阳离子量 混合物，经XRD分析证明。环氧化合物分子已 经插入到蒙脱土层间。在反应过程中环氧化合物 叫做阳离子交换容量(CEC)，适用于复合材料改 能发生自聚。进一步扩大蒙脱土的层间距。同时 性的蒙脱土阳离子交换容量为80～130retool／1009 的蒙脱土。 剩余的活性基团同蒙脱土表面的活性基团一羟基 发生活性作用，从而使蒙脱土包覆剥离。 1 蒙脱土的环氧化改性机理 2蒙脱土固相插层技术研究 提出介孔化学反应解聚纳米软团聚体机理： 纳米粉体(软团聚体)是由纳米级颗粒通过物理 蒙脱土有机化改性处理的常见工艺流程为：蒙 或化学作用相联结的软团聚体，有片层结构、棒 脱土矿粉——水相提纯——水相烷基季铵盐插 状结构和颗粒结构三种，纳米软团聚体内表面积 层——脱水干燥一蒙脱土。常见方法是湿法，就是 很大。粒子之间存在许多介孔或间隙，介孔中吸 以水为分散介质，将蒙脱土制浆，分选提纯、改型和 附有许多可交换的小分子或离子。这些小分子或 活化后．以季铵盐阳离子进行交换反应，经过滤、干 离子可被特定的化学活性物质置换。化学活性物 燥、磨粉、过筛得到有机蒙脱土产品。该处理方法工 质在一定条件下可在介孔中发生化学反应(放热 艺复杂，反应时间长，能耗多，产品生产成本较高， 反应)，反应热可以使纳米软团聚体膨胀，扩大