凹凸棒土表面改性及其在聚合物中的應用研究.pdf

1、凹凸棒土(AT)是一種具有層鏈狀過渡結構，以含水富鎂硅酸鹽為主要成分的粘土礦物。AT棒晶獨特納米纖維狀結構，決定其可以作為高分子材料的優(yōu)良增強劑。如果能以納米級單晶的形式在聚合物基體中分散，可顯著提高聚合物的力學性能和耐熱性能。但將AT制備成納米級之后，粒子表面積增大，表面能升高，易產(chǎn)生“團聚”現(xiàn)象。此外，AT表面呈親水性，適用于極性體系;若將其加入到非極性高聚物中，則易團聚，甚至會影響復合材料的力學性能。
　　為了解決AT在聚合

2、物基體中的分散和結合問題，本文選擇兩種硅烷偶聯(lián)劑對AT進行表面改性，并制備了一系列AT/聚合物，即AT/聚苯乙烯(PS)和AT/環(huán)氧樹脂(EP)納米復合材料，并對其性能進行了測試和表征。主要取得了以下結果:
　　1討論了超聲處理時間對AT粒徑分布和AT水懸浮液流變性能的影響，確定了超聲處理使其以棒晶形式分散的最佳時間范圍，為后期在溶劑環(huán)境（硅烷偶聯(lián)劑）中通過超聲法對其進行表面改性提供了參考條件;
　　2采用硅烷偶聯(lián)劑KH56

3、0和KH570對AT進行表面處理，并通過FTIR、接觸角、沉降法以及TGA等測試方法對改性AT表面結構進行表征和分析。證明了偶聯(lián)劑法是一種有效的化學改性方法;
　　3通過原位聚合的方法制備了KH570AT/PS納米復合材料，SEM測試顯示了粒子在PS基體中良好的分散性。TGA和DSC結果表明，復合材料中KH570AT參與到了苯乙烯(St)單體聚合反應中，增大了聚合物的交聯(lián)密度，對于PS基體熱學性能的改善程度明顯大于未改性AT;