聚氯乙烯-蒙脫土納米復(fù)合材料的制備表征及性能研究.pdf

1、聚合物納米復(fù)合材料是一類新型的復(fù)合材料,由于納米粒子的一些特性,使得該類材料具有許多優(yōu)異的性能.目前在聚合物納米復(fù)合材料領(lǐng)域中,無論是基礎(chǔ)研究還是工業(yè)開發(fā)都十分活躍的是聚合物/層狀硅酸鹽(Polymer/Layered Silicate,PLS)納米復(fù)合材料.本文首先采用乳液聚合法制備出了聚氯乙烯(PVC)/無機(jī)蒙脫土(MMT)納米復(fù)合材料,通過XRD和TEM等手段對(duì)所制復(fù)合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征.結(jié)果表明通過乳液合成的方法,MMT能

2、夠以納米尺度均勻分散于PVC基體中,形成部分剝離部分插層的結(jié)構(gòu).進(jìn)一步對(duì)所制復(fù)合材料的乳膠粒徑、分子量、力學(xué)性能及熱性能進(jìn)行了測(cè)試.發(fā)現(xiàn)MMT的加入和用量并不能明顯影響復(fù)合乳液粒徑的變化,而使聚合物的分子量變低,分子量分布指數(shù)減小.多項(xiàng)力學(xué)性能和熱性能測(cè)試結(jié)果表明:適量MMT的加入使復(fù)合材料的性能有不同程度的提高.當(dāng)MMT含量為2.1~3.5wt﹪時(shí),復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度比純PVC的提高了近一倍.為優(yōu)選配方、降低產(chǎn)品成本,本文還采用乳液聚

3、合的方法制備了不同乳化劑含量下的PVC/無機(jī)MMT納米復(fù)合材料系列和PVC/國(guó)產(chǎn)無機(jī)MMT納米復(fù)合材料.此外,利用兩種有機(jī)蒙脫土(OMMT)通過懸浮聚合的方法合成了PVC/OMMT納米復(fù)合材料.一種為采用烷基季鏻鹽有機(jī)化處理的MMT(pho-MMT);另一種為采用烷基季銨鹽處理的商品有機(jī)土(ammo-MMT).對(duì)材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱性能進(jìn)行了測(cè)試和分析.結(jié)果表明:OMMT能夠基本剝離并均勻分散于聚合物基體中.在適當(dāng)土含量下兩種復(fù)

4、合材料的力學(xué)性均能得到提高.復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度均高于純PVC.然而不同種類的有機(jī)土對(duì)于材料熱失重曲線和維卡軟化點(diǎn)的影響較大.從整體上看,ammo-MMT使復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性好于純PVC,并且使材料的維卡軟化點(diǎn)提高.而pho-MMT卻加大了PVC脫HCl的速度,降低了復(fù)合材料在PVC分解第二階段的熱穩(wěn)定性,直至PVC分解的第三、第四階段,OMMT的加入才開始起到提高材料熱穩(wěn)定性作用,并且對(duì)材料維卡軟化點(diǎn)的提高沒有很大作用.利用乳液聚