無規(guī)剝離結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂-粘土納米復(fù)合材料的制備及性能.pdf

1、本論文研究了制約聚合物/粘土納米復(fù)合材料研究領(lǐng)域發(fā)展的兩個(gè)關(guān)鍵問題:一是如何使粘土片層以“高度無規(guī)剝離”的形式分散在聚合物基體中;二是如何在聚合物基體與粘土片層之間構(gòu)建較強(qiáng)的界面作用力。
　　(1)以環(huán)氧樹脂/粘土體系為研究對(duì)象，提出了一種制備聚合物/粘土納米復(fù)合材料的新方法，即“粘土-淤漿復(fù)合法”。該方法通過選擇帶有特殊官能團(tuán)的有機(jī)修飾劑改性粘土，采用“粘土-丙酮淤漿”直接與環(huán)氧樹脂復(fù)合，實(shí)現(xiàn)粘土片層在固化反應(yīng)之前在環(huán)氧預(yù)聚體中

2、剝離，制備出高度無規(guī)剝離結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂/粘土納米復(fù)合材料。
　　(2)用X射線衍射(XRD)跟蹤環(huán)氧樹脂基納米復(fù)合材料制備的各個(gè)階段，結(jié)合透射電鏡(TEM)觀察，闡明有機(jī)修飾劑的種類對(duì)所形成的納米復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的影響及粘土片層在環(huán)氧樹脂中高度無規(guī)剝離的機(jī)理。2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚(DMP-30)及Jeffamine230(D230)帶有強(qiáng)吸水性且與環(huán)氧預(yù)聚體有良好的相容性且具有反應(yīng)性的官能團(tuán)，用它們改性的MMT實(shí)現(xiàn)了

3、在固化反應(yīng)之前在環(huán)氧預(yù)聚體中的無規(guī)剝離，制備出高度無規(guī)剝離結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料;氯化膽堿(CC)具有較強(qiáng)的吸水性但與環(huán)氧樹脂的相容性一般，所制備的納米復(fù)合材料為插層與剝離混合結(jié)構(gòu);憎水性的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）及十八烷胺(ODA)與環(huán)氧樹脂預(yù)聚體相容性較差，形成插層結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料。
　　(3)研究有機(jī)修飾劑的種類對(duì)環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料熱性能、摩擦性能以及彎曲性能的影響。結(jié)果表明:由帶有反應(yīng)性官能團(tuán)的修飾劑DMP-30和D

4、230改性的MMT制備的復(fù)合材料性能優(yōu)于非反應(yīng)性的修飾劑(CTAB和ODA)改性MMT制備的復(fù)合材料，而能與基體形成氫鍵的修飾劑(CC)的改性MMT制備的復(fù)合材料性能則處于兩者之間。
　　(4)采用帶有羥基的CC作為有機(jī)修飾劑改性蒙脫土，以叔胺為催化劑，實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧樹脂基體與MMT之間的化學(xué)反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂基體與蒙脫土片層之間建立了較強(qiáng)的界面作用力，使環(huán)氧樹脂/蒙脫土納米復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了13℃，拉伸強(qiáng)度提高了近160％