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影响环氧树脂/膨润±纳米复合材料性能的因素

时间:2014-05-21 10:06:33

作者:世邦机器

影响环氧树脂/膨润±纳米复合材料性能的因素

(1)有机阳离子的链长与插层后的蒙脱土的层间距的关系Lan、Pinnavaia和国内科学家漆宗能、吕建坤、邓玉名等(2001)研究发现,经环氧插层后的有机蒙脱土层间距与有机阳离子的链长有关,与有机蒙脱土原层间距无关。有机阳离子上烷基链越长,有机蒙脱土和经环氧插层后的有机蒙脱土的层间距越大。王春艳利用X射线衍射对有机膨润土和纳米复合材料进行了表征,分析了烷基链在膨润土及其复合材料中的聚集状态。膨润土生产工艺比较复杂,对膨润土生产线上的要求也是比较高的。钠基膨润土和有机膨润土分别在2θ为8.78o和4.46o位置出现强的衍射蜂,该峰对应着(001)面的底面反射。根据测得的衍射角2θ的大小,可以计算出两种膨润土样品的层间距,钠基膨润土的d (001)=1.00628nm,而有机膨润土的d(001)=1.9795nm,铵盐有机链的进入使层间距增大至原先的1.9倍,同时有机链的进入使膨润土与有机相的相容性大大提高。采用十八烷基铵制备的有机膨润土,经X射线衍射证实,有机阳离子已进入膨润土的硅酸盐片层间,井且可以计算出经环氧溶胀的膨润土混合物中有机阳离子以46.60o的斜立式存在于硅酸盐片层间,证明已经制得部分剥离的环氧/膨润土纳米复合材料。

(2)相同链长的伯、仲、叔、季4种铵盐有机化试剂与固化后复合体系中有机蒙脱土的剥离程度的关系 分别选用含有CH3 (CH2)17一链的4种不同的铵盐,即伯、仲、叔、季4种铵盐CH3(CH2)17NH3+、CH3 (CH2)17N(CH3)H2+、CH3 (CH2)17N(CH3)2H+和CH3 (CH2)17N(CH2)3+与蒙脱土进行交换,结果是不同初始层间距的蒙脱土插层后的层同距基本相同。进一步对这4种土经环氧插层复合后的剥离程度进行研究发现,在复合体系未固化时,4种有机土的层间距相等,但在使用间苯二胺固化后的复合体系,经伯铵盐、仲铵盐处理的有机土能够剥离,而经叔铵盐、季铵盐处理的有机土不能剥离。他们分析后认为,CH3 (CH2)17NH3+和CH3 (CH2)17N(CH3)H2+的酸性较强,对环氧的胺固化有催化作用,提高了层间环氧的固化速率,形成剥离型纳米复合材料;而CH3 (CH2)17N(CH3)2H+和CH3 (CH2)17N(CH2)3+无酸性,没有催化能力,不能使复合体系中的有机土剥离。

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