聚氨酯丙烯酸酯蒙脱土纳米复合材料的制备与研究.pdf

高丽君，等：聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料的制备与研究 聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料的制备与研究 高丽君郭良起周立明户敏方少明 (郑州轻工业学院材料与化学工程学院，郑州450002) 摘要采用烯丙基三苯基氯化磷对蒙脱土(MMT)进行有机化处理，并采用熔融插层法制备了聚氨酯丙烯酸酯 入可提高复合材料的耐热性与断裂伸长率，当MMT质量分数为3％时复合材料的综合性能最佳。复合材料的起始 降解温度和断裂伸长率分别达到了321．8。C和96．03％。 关键词聚氨酯丙烯酸酯／蒙脱土纳米复合材料 蒙脱土(MMT)具有独特、天然的纳米层状结中心； 构。层间存在Na+、K+等可交换的无机阳离子，有 异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)：工业品，上海和 机阳离子通过离子交换反应进人MMT片层，片层 氏璧化工有限公司； 表面被有机阳离子的烷基分子链覆盖从而使其表面 甲基丙烯酸卢一羟乙酯(HEMA)：化学纯，用无水 由亲水性变为亲油性，并且表面能降低，改善层间微 硫酸钠干燥过夜，除水过滤后备用，天津市化学试剂 环境，增加了有机MMT与高分子的亲和性。同时 研究所； 烷基分子链在片层间以一定方式排列，可使层间距 二月桂酸二丁基锡(DBTL)：分析纯，中国远航 增加，有利于聚合物单体或大分子插层到片层 试剂厂(上海)； 中【lJ。因此MMT插层聚合物是制备高性能复合材 偶氮二异丁腈(AIBN)：化学纯，用95％的乙醇 料的有效手段之一，插层方法包括单体插层原位聚 重结晶精制，干燥后备用，天津市福晨化学试剂厂。 合法和聚合物溶液插层法。 1．2主要仪器 MMT的有机化处理中插层剂的选择和使用非 X射线衍射(XRD)仪：D8Advance型，德国 常关键，目前长烷基季铵盐插层剂多见文献报 Bruker公司； 道【2“】。季磷盐与季铵盐结构相似，但耐热性更好， 具有低泡沫、粘泥剥离能力强、pH值适用范围宽及 型，德国Bruker公司； 阻燃性强等优异性能，是新一代高效、广谱、低毒杀 热重(TG)分析仪：Diamond TB／DTA型，美国 菌剂。而聚氨酯丙烯酸酯(PUA)结合了聚氨酯与PE公司； 丙烯酸酯的优点，有着较好的应用前景¨J。在此， 电子拉力机：CMT一6104型，深圳市新三思计 笔者通过离子交换将不饱和季磷盐插层到钠基 量技术有限公司； MMT中，进而将改性MMT与PUA材料复合，从而 提高复合材料的力学性能和热稳定性，并且有望成 TA公司。 为一种环保、长效的抗菌材料。 1．3试样制备 l实验部分 (1)MMT的有机改性 1．1主要原材料 将5g钠基MMT分散加入200mL蒸馏水中， 钠基MMT：工业品，浙江丰虹粘土化工有限公 升温至60℃，继续搅拌4h。将一定量季磷盐加入 50 mL 司； mL蒸馏水和5 10％的盐酸的混合溶液中，摇 烯丙基三苯基氯化磷：化学纯，取适量溶于蒸馏 匀，超声振荡，直至溶液呈无色透明，然后加入到 水中，将其放人60℃水中加热溶解，滤去不溶物，滤 MMT悬浮液中一起继续搅拌6h，抽滤，去离子水反 液旋蒸，得白色固体，真空干燥后备用，南京康满林 复洗涤数次，直至用硝酸银溶液检验无氯离子存在， 化工实业有限公司； 60。C下真空干燥24h，研磨过75灿m筛，得到有机 改性MMT，密封备用。 聚乙二醇：