不饱和聚酯／粘土纳米复合材料的制备与性能研究.pdfVIP

2003年 2月 河 北 工 业 大 学 学 报 February2003 32卷 第 1 JOURNALOFHEBEIUNIVERSITY OFTECHNOLOGY Vo1．32 No．1 文章编号：1007．2373(2003)O1．00440·4 不饱和聚酯／粘土纳米复合材料的制备与性能研究 李金来 ，任 丽 ，李军峰 ，王立新 (1河北省化学工业研究院，河北 石家庄 050031：2．河北工业大学 高分子科学与工程研究所，天津 300130) 摘要：通过 XRD研究了不饱和聚酯 ／粘土纳米复合材料的微观结构．结果表明：有机粘 土的晶层间距膨胀，用有机粘土制备的不饱和聚酯 ／粘土纳米复合材料的XRD 曲线中反 映粘土晶体结构的布拉格衍射峰已经消失，粘土在复合材料中已达到纳米级分散；宏观性 能测试结果表明，在有机化粘土添加量适当的情况下，不饱和聚酯／粘土纳米复合材料可实 现增韧增强；同时其耐热，}生能也得到明显改善． 关 键 词：不饱和聚酯；粘土；纳米复合材料；结构；，性能 中图分类号：0633．13 文献标识码：A 0 引言 聚合物基纳米复合材料是以聚合物为基体 (连续相)，填充颗粒以纳米尺度 (小于 100nm)分 散于基体中的新型高分子复合材料 …．纳米复合材料是指分散相尺度至少一维小于 100nm数量级 的复合材料，最早是在本世纪80年代初由Roy等人提出来的 ，近年来已成为材料科学研究的热 点，这得归因于纳米复合材料的一些优越特性 。． 以聚合物为基体，与无机组分复合制备纳米复合材料的研究方兴未艾，大部分工作是在热塑 性树脂领域，而以不饱和聚酯 CLIP)等热固性树脂为基体制备纳米复合材料的还不多见n1．本文 制备出不饱和聚酯／纳米复合材料，并对其结构进行了表征，还初步研究了它的一些性能及其影响 因素 ． 1 实验部分 1．1复合材料的制备方法 在250mL的烧瓶中加入 100g不饱和聚酯和一定比例的有机土，在一定温度下，快速搅拌一 定时间后加入0．5～l州 ％促进剂，继续搅拌，再加入 l～2wt％固化剂，抽真空脱除搅拌产生的气 泡．然后将混合物浇注于模具中室温固化3h，80。C下2次熟化2h后得到试样． 1．2复合材料的微观结构表征及宏观性能测试 本研究采用德国的DMAXR·C型x一射线衍射仪对粘土以及复合材料的微观结构进行了表征， 用XCJ一40型简支梁冲击实验机测定材料的冲击强度，用XL一250A型拉力实验机测定了材料的拉伸 强度，采用杜邦公司的 SDT-2960型热重分析仪分析粘土离子交换量，用承德实验机有限公司的 XWB一300F型热变形温度测试仪测定材料的热变形温度 (HDT)． 收稿 日期 ：2002．06．20 基金项目：河北省中小企业创新基金资助项目 (01 作者简介：李金来 (1962．)，男 (汉族)，高级工程师． 不饱和聚酯 ／粘土纳米复合材料的制备与性能研究 45 2 结果与讨论 2．1复合材料 的微观结构表征 图1是原始粘土、有机处理粘土和复合材料的 600 XRD谱图．由图可见，粘土经有机化后，其 。蜂 向小角度方向移动 ，与不饱和聚酯复合后 ， 。蜂 500 在进行观察的衍射角度内消失．根据Bragg衍射方 400 程：2dsin0= 计算可知，原始粘土的晶层间距为 300 1．2504nlTl，有机化粘土的晶层为 1．7485nlT1．由于 毫 200 对复合材料进行扫描的最小20--1．505O，所以计算 可知复合材料中粘土的晶层间距大于 5．8706nIn， 100 这是由于有机化粘土晶层间距增大，而粘土层间的 O 有机铵盐与不饱和聚酯具有更好的相容性，因此不