高嶺土-尼龍1010納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本文采用高嶺土為原材料，制備了具有自清潔作用的功能高嶺土（KATI66）和煅燒高嶺土(KA600)。采用乙酸鉀和尿素兩種插層劑對高嶺土原土和自制高嶺土進(jìn)行插層實驗，并使用X-射線衍射，紅外光譜和計算機模擬等方法評估插層效率，探究了插層機理。在對高嶺土進(jìn)行有效擴(kuò)層的前提下，采用熔融插層法，制備出尼龍1010/高嶺土納米復(fù)合材料。并對復(fù)合材料的力學(xué)性能，熱學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，并得出如下結(jié)論:
　　 (1)乙酸鉀和尿素兩

2、種小分子插層劑均可以對高嶺土原土進(jìn)行有效擴(kuò)層，他們的插層效率分別是99.7％和83.5％。乙酸鉀使高嶺土具有更大的層間距，將高嶺土的層間由0.72nm擴(kuò)大到1.41nm。
　　 (2)乙酸鉀對于高嶺土（KATI66）的擴(kuò)層效果不明顯，由于高嶺土外層包裹著TiO2分子，使得小分子無法插入到高嶺土KATI66的層間中。在插層劑和高嶺土比例為1∶1的前提下，室溫反應(yīng)48小時，乙酸鉀小分子可以插入到煅燒高嶺土（KA600）的層間，插層效

3、率為36.8％。
　　 (3)高嶺土KA600在尼龍1010中的分散性要優(yōu)于高嶺土KATI66，在添加量較少的情況下，兩種粘土制備的材料是微米級的復(fù)合材料。高嶺土KA600A在尼龍基體中處于插層狀態(tài)，而高嶺土KU和高嶺土KAA以插層和剝離兩種狀態(tài)存在于尼龍1010中，因此可以通過對高嶺土的有效擴(kuò)層并使用熔融插層法制備出高嶺土/尼龍1010納米復(fù)合材料。
　　 (4)隨著高嶺土添加量的增加，復(fù)合材料的拉伸強度都呈現(xiàn)上升的趨

4、勢，插層后的高嶺土填充尼龍1010制備的復(fù)合材料相較于純的尼龍1010樹脂，在高嶺土添加量為8wt％的情況下可以將材料的拉伸強度提高約20％。高嶺土KA600和KATI66對尼龍基體的補強作用不大。但復(fù)合材料的沖擊強度均隨著粘土含量的增加而下降。
　　 (5)在DMTA分析中，高嶺土的加入使復(fù)合材料的儲能模量增加，因此高嶺土的加入使尼龍1010的剛性增加。
　　 (6)加入高嶺土后，材料的熱穩(wěn)定性有了一定的提高，其中插層

5、粘土制備復(fù)合材料的熱穩(wěn)性在添加量為2wt％的情況下，材料的性能較優(yōu)。
　　 (7) DSC結(jié)果表明，未插層高嶺土填充的復(fù)合材料的熔融溫度略低于純尼龍1010材料，但使用插層高嶺土制成的復(fù)合材料的熔融溫度比純尼龍材料要有所提高。另一方面，復(fù)合材料的結(jié)晶峰與純尼龍1010相比都向高溫方向移動，在粘土加入量較少的情況下，粘土的分散性能較好，可以起到成核劑的作用，因此結(jié)晶度較好，但粘土加入量過度則會明顯降低材料的結(jié)晶度。且插層高嶺土與尼