聚苯乙烯蒙土复合材料的制备、表征及性能研究.pdfVIP

摘要 聚合物／粘土纳米复合材料是目前新兴的一类复合材料，自从 1987年日本丰田研究发展中心合成出尼龙6／粘土纳米复合材料以 后，聚合物／粘土纳米复合材料引起了国内外很多研究者的兴趣。在 粘土含量不高时，聚合物／粘土纳米复合材料就能表现出优异的力学 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。 本人在总结前人大量工作的基础上合成出了一种含短链烷基的 可聚合1．乙烯基．3．丙烯基咪唑溴化铵([VAIM]B0，并用其改性的蒙 脱土与苯乙烯本体聚合制备出了热稳定性和力学性能都较高的聚苯 乙烯／蒙脱土复合材料。采用热重分析法(TGA)、差热分析法(DTA) 对纳米复合材料的热稳定性进行了研究；通过X射线衍射(XRD)、 投射电镜(TEM)对复合材料的层间结构进行了表征；并用电子万能 实验机和冲击实验机对复合材料的力学性能进行了研究。 基．3．丙烯基咪唑溴化铵与钠基蒙脱土的钠离子可能进行了离子交 换，插入了蒙脱土层间。对比1．乙烯基．3一丙烯基咪唑溴化铵改性的 蒙脱土(OMMT)与溶剂洗过的钠基蒙脱土的XRD图可以看出 OMMT的层间距比溶剂洗过的钠基蒙脱土的层间距增大，这进一步 证实了FTIR所得结果。XRD谱图检测到含粘土3wt％的复合材料与 含粘土5wt％的复合材料的层间距都比OMMT的增大了，dool峰比 较宽，不尖锐，说明所形成的复合材料可能具有部分剥离的结构。 TEM图进一步说明了复合材料的微观结构。TGA及DTA结果表明 此复合材料的热稳定性较高，热分解5wt％时的温度为375℃，热分 解10wt％时的温度为404℃，热分解峰值为447℃，热分解终止温度 为482℃。添加粘土的聚苯乙烯／粘土复合材料的力学性能都得到了 很大的提高，含粘土3％的复合材料的力学性能最高，其抗张强度与 弯曲模量都增加到了聚苯乙烯的两倍多，抗冲强度增加了79．4％。 关键词：聚苯乙烯，复合材料，蒙脱土，本体聚合，咪唑型季铵盐 ABSTRACT areanewclassofmaterials．Since Polymer／MMTnanocomposites the wasfirstdemonstratedthe nylon一6／claynanocomposite by Toyota fieldof has attracted group，the polymer／claynanocompositesrecently considerable canattainexcellentmechanical interest．They properties． thermal andbarrier atlower content．Their stability properties clay include in potentialapplicationsfilm，food electrical and parts，automobileairplane． Basedonthe numbersofthe work．the large previous 1．vinyl．3．allyl imidazoliumbromideionic containsshort liquid([VAIM]Br)which chainswas inthis thesis，the