聚合物 聚合物也叫高分子化合物，是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。 聚合物是由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体。聚合物几乎无挥发性，常温下常以固态或液态存在。固态高聚物按其结构形态可分为晶态和非晶态。前者分子排列规整有序；而后者分子排列无规则。同一种高分子化合物可以兼具晶态和非晶态两种结构。大多数的合成树脂都是非晶态结构。 聚合物的基本分类和特点 高分子化合物的种类很多，主要分类方法有如下四种：1、按来源分类可把高分子分成天然高分子和合成高分子两大类。2、按材料的性能分类可把高分子分成塑料、橡胶和纤维三大类3、按用途分类可分为通用高分子，工程材料高分子，功能高分子，仿生高分子，医用高分子，高分子药物，高分子试剂，高分子催化剂和生物高分子等。4、按高分子主链结构分类可分为碳链高分子、元素有机高分子和无机高分子四大类。 热固性聚合物:环氧、酚醛、双马、聚酰亚胺树脂等。分子量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生交联化学反应并经过凝胶化和固化阶段后，形成不溶、不熔的三维网状高分子。 热塑性聚合物:包括各种通用塑料（聚丙烯、聚氯乙烯等）、工程塑料（尼龙、聚碳酸酯等）和特种耐高温聚合物（聚酰胺、聚醚砜、聚醚醚酮等）。线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工而无化学变化。
聚合物基复合材料的制备工艺 1、溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是最早用来制备纳米复合材料的方法之一。所谓的溶胶-凝胶工艺过程是将前驱物在一定的有机溶剂中形成均质溶液，均质溶液中的溶质水解形成纳米级粒子并成为溶胶，然后经溶剂挥发或加热等处理使溶胶转化为凝胶。根据聚合物与无机组分的相互作用情况，可将其分为以下几类： （1）直接将可溶性聚合物嵌入到无机网络中 把前驱物溶解在形行成的聚合物溶液中，在酸、碱或中性盐的催化作用下，让前驱化合物水解，形成半互穿网络。 （2）嵌入的聚合物与无机网络有共价键作用 在聚合物侧基或主链末端引入能与无机组分形成共价键的基团，就可赋予其具有可与无机组分进行共价交联的优点，可明显增加产品的弹性模量和极限强度。在良好溶解的情况下，极性聚合物也可与无机物形成较强的物理作用，如氢键。 （3）有机-无机互穿网络 在溶胶-凝胶体系中加入交联单体，使交联聚合和前驱物的水解与缩合同步进行，就可形成有机-无机同步互穿网络。用此方法，聚合物具有交联结构，可减少凝胶的收缩，具有较大的均匀性和较小的微区尺寸，一些完全不溶的聚合物可以原位生成均匀地嵌入到无机网络中。 2、层间插入法 层间插入法是利用层状无机物(如粘土、云母等层状金属盐类)的膨胀性、吸附性和离子交换功能，使之作为无机主体，将聚合物(或单体)作为客体插入于无机相的层间，制得聚合物基有机-无机纳米复合材料。 插入法大致可分为以下几种： （1）熔融插层聚合先将聚合物单体分散并插入到层状硅酸盐片层中,然后进行原位聚合。利用原位聚合时所放出的大量热量，克
几种常见硅酸盐水泥的特性 一、组成部分 1)硅酸盐水泥(又称波特兰水泥) 由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成。 硅酸盐水泥熟料的主要成分为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。 2)矿渣硅酸盐水泥（简称故渣水泥） 由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量计为20～70％；允许用不超过混合材料总掺量1/3的火山灰质混合材料（包括粉煤灰）、石灰石、窑灰来代替部分粒化高炉矿渣,这些材料的代替数量分别不得超过15％、10％、8％；允许用火山灰质混合材料与石灰石，或与窑灰共同来代替矿渣，但代替的总量不得超过15％，其中石灰石不得超过10％、窑灰不得超过8％;替代后水泥中的粒化高炉矿渣不得少于20％。 3) 火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥） 由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成。 水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量计为20～50％；允许掺加不超过混合材料总掺量1/3的粒化高炉矿渣,代替部分火山灰质混合材料，代替后水泥中的火山灰质混合材料不得少于20％。 4）粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥） 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成 水泥中粉煤灰掺加量按重量计为20～40％；允许掺加不超过混合材料总掺量1/3的粒化高炉矿渣，此时混合材料总掺量可达50％，但粉煤灰掺量仍不得少于20％或大于40％。 5）复合硅酸盐水泥（简称复合水泥） 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰混合材料、适量石膏磨细制成 水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于15％，不超过50％。水泥中允许用不超过8％的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥
浅谈硅酸盐水泥特性 摘要：水泥作为建筑行业重要的基础原料，成为了国民经济建设的必要物资基础，而硅酸盐水泥因为其自身的特性，在特定环境下更是显得必不可少。 关键字：硅酸盐；水泥；特性 Abstract: Cement as the construction industry important basic material, become the national economic construction of the necessary material base, and Portland cement because its own characteristics, in certain circumstances it is to appear more indispensable. Key Word: Portland; Cement; characteristics 1.硅酸盐水泥定义及分类 硅酸盐水泥在国外又称为波特兰水泥，在我国的定义是凡是由硅酸盐水泥熟料，搀和0-5%的石灰石或者是粒化高炉矿渣，在添加适量的石膏，研磨成细粉状的水硬性胶凝材料，这是中国的国家通用标准对硅酸盐水泥的定义。 按照国家标准，硅酸盐水泥一般分为两种类型，第一种是Ⅰ型硅酸盐水泥这种硅酸盐水泥的代号是P怠，其定义为不掺加任何混合材料的硅酸盐水泥。第二种是Ⅱ型硅酸盐水泥，这种硅酸盐水泥的代号是P愠，其定义为在硅酸盐水泥粉磨时搀和石灰石或者是粒化高炉矿渣,掺加的质量不得超过水泥本身质量的5%。 2.硅酸盐水泥特性及应用 2.1硅酸盐水泥特性 (1硅酸盐水泥强度高 硅酸盐水泥的特性与一般水泥相比，最显著的特性是凝结快，凝结快预示着硬化快，硬化快意味着硅酸盐水泥的早期强度增长率比一般谁大，强度比一般水泥高。 (2硅酸盐水泥水化热高
专题与评述 层状硅酸盐深度加工进展 刘洪杰邹 榕 李春桃 梁玉祥 (四川大学化工学院,四川成都,610065) 摘 要 我国的层状硅酸盐含量丰富,据探明我国仅膨润土含量就达23亿吨,分布在十几个省份的400多个矿点。现年开采量仅为200万吨左右。但由于我国工艺技术水平不高、专用设备不配套、产品质量不稳定等原因导致我国的膨润土开发程度低、利用效率低,因此在国际市场上呈现一种“低出高进”的局面,即出口低级产品,进口高级产品。我国出口的钙基膨润土价格为200-300元/ t,而进口的有机膨润土价格为1500元/t。因此对我国所有的膨润土进行深度开发是摆在众多科研工作者面前的问题。近年来,我国对层状硅酸盐开发取得了长足的进步。我国科研工作者对其开发主要集中在有机插层、无机插层和聚合物插层三类,在这里对这三种插层、柱撑反应进行一定的分析与研究。 关键词:层状硅酸盐插层柱撑 层状硅酸盐在国民经济建设中有着举足轻重的作用,特别是在石油化工、工程建设、环保、建筑、能源等领域。我国层状硅酸盐分布广泛、含量丰富,主要分布在东北及沿海一带如广西、辽宁、吉林、浙江、江苏、新疆、四川、河南、内蒙古等地区[1-2]。层状硅酸盐所存在的形式较为常见的有蒙脱土、膨润土、高岭土、海泡石等。据探明我国仅膨润土就达23亿吨,估计含量在75亿吨左右,但大多数品质不佳,一般以钙基膨润土存在,并不能满足国内市场及国际市场的需要,主要的深加工产品为活性白土、钠基膨润土、锂基膨润土等,与国外的深加工产品还存在一定的差距。由于我国的生产技术落后、工艺设备不配套等多方面的原因使我国对膨润土的深度开发不尽人意,存在“高进低出”的问题。所以,更加合理、高效的利用我国硅酸盐资源,对提高经济效益和社会效益都具有十分重要的意义。 由于层状硅酸盐层间含有可交换阳离子,通过阳离子交换可以将有机阳离子与原层间阳离子进行交换从而使有机物质插入到层间并对其进行柱撑,以加大层与层之间的距离[3-4]。插层柱撑层状硅酸盐因其插层剂的不同而具有不同的作用。根据插层所用材料的不同而可将插层硅酸盐分为有机插层硅酸盐、无机插层硅酸盐、聚合物插层硅酸盐。 1 插层反应热力学 在插层过程中,有机分子在层间的作用受到限制,分子排列趋向更加有序,在热力学上是熵减的过程,即ΔS<0,在ΔG=ΔH-TΔS中,要使过程自动进行需ΔH<0,ΔH 第38卷第5期四川大学学报(工程科学版)Vol.38No.5 2006年9月JOURNAL OF SI CHUAN UN I V ERSI TY(ENGI N EER I N G SC I ENCE ED I TI O N)Sep t.2006 文章编号:100923087(2006)0520025208 聚丙烯/层状硅酸盐纳米复合材料的剥离机理与网络结构 傅 强,王 柯,张 琴,杜荣昵 (四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065) 摘 要:对本课题组近年来有关聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究内容及重要的研究成果进行了综述。熔体插层法是一种制备聚合物基层状硅酸盐纳米复合材料简便而有效的方法,也是所有目前制备方法中最可能实现产业化的方法。这种制备方法的一个显著特点就是涉及剪切场。对蒙脱土在剪切场中的形态发展和剥离机理进行了研究,这将对在实际熔融加工过程中制备剥离型纳米复合材料具有重要的指导意义。纳米级分散的蒙脱土粒子在含量达到一定程度时会形成介观网络结构,大分子链的运动和松弛会受到限制。同时这种介观填料网络还会对宏观性能产生影响。运用动态保压技术,往复剪切场在注塑过程中被施加到复合材料熔体上,这造成了常规注塑样品所不具有的特殊的多层次分散和取向结构。并对这种多层次结构的形成机理进行了讨论。 关键词:聚丙烯基纳米复合材料;剥离;粘土网络;多层次结构 中图分类号:T Q325文献标识码:A M echan is m of Shear2i n duced Exfoli a ti on and C l ay Network i n Polypropylene/Layered S ili ca te Nanocom posites FU Q iang,WAN G Ke,ZHAN G Q in,DU R ong2ni (School of Poly mer Sci.and Eng.,Sichuan Univ.,State Key Lab.of Poly merMaterials Eng.,Chengdu610065,China) Abstract:I n this revie w,s ome valuable results about polyp r opylene/layered silicate nanocomp sites in our gr oup have been briefly dep icted.These research subjects involve:1)mechanis m of shear2induced mor phol ogical devel2 opment and exf oliati on of layered clay particles during p ractical molten compounding;2)effect of mes oscop ic clay net w ork on the retarded moti on and relaxati on of poly mer macr omolecular chains,and on the macr oscop ic p r operties of nanoco mposites;3)unique hierarchical structure of dis persi on and orientati on in the injecti on2molded bars ob2 tained via dyna m ic packing injecti on molding,which would exert oscillat ory shear on the melt of composite during s olidificati on and cooling stage. Key words:nanocomposite;exf oliati on;clay net w ork;hierarchical structure 聚合物纳米复合材料以其优异的力学性能、耐热性、阻隔性等性能成为当今高分子材料改性研究的重点和热点,而层状硅酸盐(蒙脱土)因其价廉易得、易于插层,成为了制备聚合物纳米复合材料的主 收稿日期:2006-05-31 基金项目:国家自然科学基金资助项目(20404008,50533050) 作者简介:付 强(1963-),男,教授,博士生导师,教育部长江学者.研究方向:聚合物纳米复合材料,聚合物成品加 工中的形态控制.要填料。目前聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究有以下特点:1)从单体插层发展到熔体插层;2)涉及的聚合物从极性(如尼龙6、PET)发展到非极性聚合物(如PE、PP);3)着重点从只强调化学改性、表面修饰的作用发展到注重成型加工工艺对插层过程、剥离机理的影响;4)从理论研究发展到实际应用和新产品的开发。 熔体插层法制备聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料作为一种新的制备方法已经得到广泛的应用, 矿物的分类 首先根据矿物化学组成的基本型，将矿物分为五大类。根据阴离子（包括络阴离子）的种类又分为类及亚类，再把类中化学组成类似和晶体结构类型相同的归为一族。矿物种是指具有相同的化学组成和内部结构的一种矿物。我们小组主要负责的是含氧盐大类中的硅酸盐类中的层状硅酸盐亚类。 硅酸盐矿物类概述 硅酸盐矿物种类很多且分布极广，约占矿物种总数的1/4，它构成地壳总质量的75%。它们是火成岩和变质岩的最主要的造岩矿物，在沉积岩中也起着显著的作用。同时，它们中有许多非常重要的非金属矿产，如云母、石棉、高岭石等，又是一系列稀有金属的重要矿物原料，如绿柱石（含铍）、锆石（含锆）等。 （一）化学成分和晶体化学特征 在硅酸盐矿物的晶体结构中，硅氧配位四面体[SiO4]4-是它们的基本构造单元。硅氧四面体在结构中可以孤立地存在，也可以以其角顶相互连接，即每一硅氧四面体可与一个、两个、三个甚至四个硅氧四面体相连，从而形成多种复杂的络阴离子。根据硅氧四面体在晶体结构中的连接方式，主要有下列5中类型的络阴离子： 1、岛状络阴离子 2、环状络阴离子 3、链状络阴离子 4、层状络阴离子 5、架状络阴离子 (二)物理性质 由于硅酸盐矿物的结构特点和组成特点各有不同，因而表现在形态上以及物理性质方面也各有不同的特性。岛状结构硅酸盐多属三向等长的粒状；环状结构硅酸盐矿物由于垂直方向上环与环之间的联结力一般较强，故呈柱状形态；链状结构硅酸盐都呈平行于链的方向的柱状形态，甚至可以成为纤维状；层状结构硅酸盐多呈片状，少数作纤维状；架状结构硅酸盐主要取决于[SiO4]和[AlO4]骨架内部的连接形式。 硅酸盐矿物的解理与结构类型大的关系，也可用结构特点加以说明。特别指出的是层状硅酸盐几乎无一例外地都具有完全的地面解理。 硅酸盐矿物的密度大小，主要决定因素有二：一是结构紧密程度；二是主要阳离子原子序数的大小。 硅酸盐矿物的光泽、颜色、条痕、透明度等光学性质也与其结构以及所含原子的种类有密切关系。 硅酸盐的硬度一般都较高，但层状结构硅酸盐例外。 值得指出的是水的作用：当架状结构硅酸盐晶格中存在水分子时，一般都表明其结构相当疏松，因而普遍地表现出硬度下降，密度变小。此外，由于联结力下降的影响，相应地会引起解理的发生。 （三）成因 除了陨石和月岩中形成的硅酸盐矿物以外，在地壳中无论是内生、表生，还是变质作用的几乎所有成岩、成矿过程中普遍地都有硅酸盐矿物的形成。在岩浆作用中，随着结晶分异作用的演化发展，硅酸盐矿物的结晶顺序有自岛状、链状、向层状、架状过渡的趋势。岩浆期后的接触交代作用和热液蚀变作用所产生的硅酸盐矿物与原始围岩的成分密切有关。变质作用（主要指区域变质作用）形成的硅酸盐矿 第46卷第1期2018年1月 广州化工 Guangzhou Chemical Industry Vol.46 No.1 Jan.2018层状硅酸盐矿物的研究进展 殷洪国，罗青松，韩世虎 (成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都610059) 摘要：近年来，层状硅酸盐矿物受到国内外学者的广泛关注，由于具有耐热、耐酸碱、绝缘、强度髙、化学稳定性好等 优点，被广泛应用于吸附、催化、防腐等研究领域。目前，研究较多的是通过插层反应制备复合材料，其兼有无机主体和客体分 子的性质，表现出优于单一组分具有的特性。本文主要综述层状硅酸盐矿物的结构和性质，并重点讨论了层状硅酸盐复合材料的 研究现状及应用前景。 关键词：硅酸盐矿物；复合材料；现状；综述 中图分类号：TH145. 1+ 1，U668.3+5 文献标志码：A文章编号：1001-9677(2018)01-0033-03 R e s e a r c h P r o g r e s s o n L a y e r e d S i l i c a t e M i n e r a l s YIN Hong-guo，LUO Qing-song，HAN Shi-hu (School o fChemistry and Chemical Engineering，Chengdu University of Technology，Sichuan Chengdu 610059，China) A bstract: In recent years，layered silicate minerals，which have drawn wide attention of scholars at home and abroad，have been widely used in the fields of adsorption，catalysis and anticorrosive due to their advantages of heat resistance，acid and alkali resistance，high insulation and high chemical stability. At present，more researches are focused on the preparation of composites by intercalation reaction，which combine the properties of inorganic hosts and guest molecules，and show better properties than single components. The structure and properties of layered silicate minerals were mainly reviewed，and the research status and application prospects of layered silicate composites were focused on. Key w ords: silicate minerals; composites; current situation ；prospect review 硅酸盐矿物共有548种，约占已知矿物总数的24%，广泛 分布于岩石和土壤中。按照其结构的不同，大致分为岛状、环 状、链状、层状和架状五大结构类型[1]。已知的层状硅酸盐矿 物共有162种，约占硅酸盐矿物中总数的29. 56%c。层状硅酸 盐矿物是若干由硅氧四面体和铝氧八面体按照不同规律连接起 来的结构层堆垛而成，不同类型的硅酸盐矿物其硅氧四面体和 铝氧四面体构成比例不一样，如蒙脱土[2-3]、白云母[4]均为2: 1型化合物，而髙岭土为1:1型化合物。硅酸盐矿物的插层复 合材料主要包括离子复合材料、纳米复合材料和聚合物复合材 料，主要应用于催化、防腐、吸附和阻燃等领域。根据其特有 的层状结构，层状硅酸盐片层存在大量的可交换离子，可通过 离子交换法将无机或有机离子插人片层空间合成离子型复合材 料。纳米粒子通过插层反应插人片层化合物层间，获得的纳米 复合材料不仅改善了纳米粒子易团聚的现象，同时还可以使其 更加稳定[5]。层状硅酸盐与聚合物复合制备髙分子复合材料不 仅可以改善髙分子材料的机械强度和性能差的缺点，而且可以 增强耐髙温、耐腐蚀的性能。 本文主要综述蒙脱土、白云母、髙岭土和蛭石4种常见的 硅酸盐矿物的研究现状及应用前景。望能对这方面的研究工作 者提供参考和指导。1蒙脱土的研究现状及进展 蒙脱土层板不具有氧化性和耐酸碱性，其层板间仅靠层间 阳离子的弱静电作用连接，其为二层硅氧四面体夹一层硅氧八 面体构成2:1型结构层，片层厚度大约为1nm，长度由30 nm 到几千纳米不等，这种特殊的结构赋予蒙脱土[2]许多特性，比如膨胀性、吸附性、离子交换性、分散性、悬浮性和黏结性等[6]。李玉峰[7]利用聚苯胺本身具有很好的导电性，在蒙脱土 层间插人聚苯胺，得到聚苯胺-蒙脱土复合材料，将其用于金 属的防腐蚀研究，研究发现聚苯胺-蒙脱土复合材料改善了聚 苯胺单一作为防腐蚀材料的不足。黄春等[8]利用聚噻吩的防腐 蚀性能，将改性的蒙脱土与噻吩共混，在氧化剂的作用下噻吩 在蒙脱土层间发生共聚。该研究对聚噻吩-蒙拓土的结构及性 能进行分析并测试该材料对钢片表面防腐性能，研究发现蒙脱 土的片层结构延长了氧气和水同金属接触的路径，而另一方面 体系具有一定的导电性可避免局部腐蚀。程博等[9]分析了钙基 蒙脱土和有机改性的钠基蒙脱土在阻燃方面的应用，结果表明 加人钙基蒙脱土的A l(O H)3乙烯-醋酸乙烯酯复合材料热释放 更低，形成的碳层隔热效果更好，表现出更优异的性能，分析 认为有可能钙基蒙脱土中的钙离子对燃烧成炭具有促进作用。冉诗雅等[1°]利用酸碱处理蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配阻燃 通讯作者：殷洪国（1992-),男，硕士研究生，主要从事无机非金属复合材料研究。 论聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料的最新研究 论聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的最新研究现在已用于阻隔薄膜、阻燃产品和承重部件等领域。其中特别引人注目的是最近发展起来的聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料，因为与纯聚合物和传统的复合材料相比，这类材料力学性能和其它性能的改进非常明显。本文综述了关于聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的基本理论和技术的最新进展。1历史回顾在半个世纪前的专利文献中可以发现，人们曾尝试过制备聚合物／层状硅酸盐复合材料。人们将40-50t的粘土矿物加入到聚合物中，但结果不理想： 在粘土含量达50t时，复合材料的最大模量只提高200。这是因为粘土颗粒在基体中并没有实现良好的分散，而是团聚成团。分散不好的粘土颗粒能提高材料的刚性，但肯定会牺牲材料的拉伸强度、断裂伸长率和韧性。由于亲水的硅酸盐和亲油的塑料相容性很差，硅酸盐片层很难在聚合物基体中均匀分散或剥离。日本Unitika公司曾尝试过解决这个难题，在大约30年前他们通过分散有蒙脱土的已内酰胺原位聚合制得了尼龙６／层状硅酸盐复合材料，但结果并不理想。1987年，这个问题才发生重大突破，丰田中心研究和发展公司的Fukushima和Inagaki仔细地研究了聚合物／层状硅酸盐复合材料后，用季铵盐取代粘土片层间的无机离子，成功地改善了粘土与聚合物基体的相容性。1993年，丰田中心研究和发展公司的Usuki、Fukushima 和他们的同事第一次报告通过已内酰胺的原位聚合制备了剥离型的尼龙６／蒙脱土纳米复合材料（季铵盐改性的蒙脱土事先被均匀地分散于已内酰胺中）。2层状硅酸盐及其改性剂的结构用于制备聚合物／层 状硅酸盐复合材料的常用的粘土属于同一个硅酸盐大家族。它们的晶体结构包含由两个硅氧四面体和一个铝氧或镁氧八面体构成的片层。片层厚约1nm，长宽30nm到数微米不等，有些特殊的层状硅酸盐甚至更大。这些片层规则地层叠在一起。片层中存在部分同位置换（如Al 3被Mg 2或Fe 2置换，Mg 2被Li 1置换），导致片层带负电，片层所带负电荷由片层间隙中的金属阳子来平衡。最常用的层状硅酸盐是具有不同化学组成的蒙脱土。这类粘土具有适中的离子交换容量（80-120mequiv10g）和层状结构。这些粘土只和聚环氧乙烷、聚乙烯醇之类的亲水聚合物相容。为了改进与其它聚合物的相容性，人们必须改变蒙脱土的表面性质，使其由亲水变为亲油。通常，可通过与阳离子型表面活性剂发生离子交换反应来实现这一目标，这些阳离子型表面活性剂包括伯、仲、叔、季铵盐和烷基膦盐。烷基铵和烷基膦离子在有机化硅酸盐中的作用就是降低硅酸盐片层的表面能、增加其与聚合物的亲和性、增加片层间距。人们可以计算出，Na 密度为0.7Na nm2的钠蒙脱土发生离子交换后，相当于每个片层吸附了约7000个烷基铵离子（片层面积约100*100nm 2），活性表面积约700-900m g-1。这个结果表明有机粘土片层表面是凹凸不平的。片层表面羟基浓度可以通过三乙基铝滴定来确定。假设羟基随机地分布在片层侧面，可以计算出Si-OH密度为5Si-OHnm 2，也就是说每个片层侧面（侧面积约1*100nm 2）有500个羟基。亲油－亲水平衡是有机粘土片层能否均匀地分散于聚合物基体中的关键。另外，烷基铵或烷基膦离子能提供一些能与聚合物反应或引发单体聚合的官能团，这种反应能提高硅酸盐片层 通用硅酸盐水泥的特性与应用 水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水火山灰走硅酸盐水粉煤灰硅酸盐水复合硅酸盐水泥 品种泥泥泥 1. 强度高 1. 早期强度较高 1. 早期强度低，1. 抗渗性较好耐热1. 干缩性较小，抗1. 早期强度较高 2. 快硬早强 2. 抗冻性较好但后期强度增性不及矿渣水泥，裂性较好 2. 其他性能与所掺 3. 抗冻耐磨性好 3. 水热化较大长快干缩大，耐磨性差 2. 其他性能与矿渣主要混合材料的 4. 水化热大 4. 耐腐蚀性较好 2. 强度发展对2. 其他同矿渣水泥水泥相同水泥相近 5. 耐腐蚀性差 5. 耐热性较差温、湿度较敏 6. 耐热性较差感 特3. 水热化低征 4. 耐软水、海水、 硫酸盐腐蚀性 好 5. 耐热性较好 6. 抗冻性抗渗性 较差 1. 高强混凝土 1. 一般混凝土 1. 一般耐热混凝1. 水中、地下、大体1. 地上、地下与水1. 早期强度要求较 2. 预应力混凝土 2. 预应力混凝土土积混凝土、抗渗混中大体积混凝土高的混凝土工程 3. 快硬早强结构 3. 底下与水中结构 2. 大体积混凝土凝土 2. 其他同矿渣水泥 2. 其他用途与所掺 4. 抗冻混凝土 4. 抗冻混凝土 3. 蒸汽养护构件 2. 其他同矿渣水泥主要混合材料的适4. 一般混凝土构水泥相近用 范件 围 5. 一般耐软水、 海水、盐酸复 试要求的混凝 土 1. 大体积混凝土 1. 早期强度较高1. 干燥环境及处在1. 抗碳化要求的混1.与掺主要混合材料 2. 受腐蚀的混凝土的混凝土水位变化范围内凝土的水泥类似不 3. 耐热混凝土，高温2. 严寒地区及处的混凝土 2. 其他同火山灰水适 养护混凝土在水位升降范2. 有耐磨要求的混泥用 范围内的混凝土凝土 3. 有抗渗要求的混围 3. 抗渗性要求高3. 其他同矿渣水泥凝土 的混凝土 五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围 （一）硅酸盐水泥PI PII 成分：1. 水泥熟料及少量石膏(Ⅰ型) ；2. 水泥熟料、5%以下混合材料、适量石膏(Ⅱ型) 主要特征：1. 早期强度高；2. 水化热高；3. 耐冻性好；4. 耐热性差；5. 耐腐蚀性差；6. 干缩较小。 适用范围：1. 制造地上地下及水中的混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，包括受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程； 2. 配制建筑砂浆 不适用处：1. 大体积混凝土工程；2. 受化学及海水侵蚀的工程 （二）普通水泥(P.O) 成分：在硅酸盐水泥中掺活性混合材料6%~15%或非活性混合材料10%以下 主要特征：1. 早强；2. 水化热较高；3. 耐冻性较好；4. 耐热性较差；5. 耐腐蚀性较差；6.干缩较小； 适用范围：与硅酸盐水泥基本相同 不适用处：同硅酸盐水泥 （三）矿渣水泥(P·S) 成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~70%的粒化高炉矿渣 主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快；2. 水化热较低；3. 耐热性较好；4. 对硫酸盐类侵蚀抗和抗水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩较大；7. 抗渗性差；8. 抗碳化能力差抵 适用范围：1. 大体积工程；2. 高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构；3. 蒸汽养护的构件；4. 一般地上地下和水中的混凝土及钢筋混凝土结构；5. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；6. 配建筑砂浆 不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程；2. 有抗冻要求的混凝土工程 （四）火山灰水泥(P·P) 成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~50%火山灰质混合材料 主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快；2. 水化热较低；3. 耐热性较差；4. 对硫酸盐类侵蚀抵抗力和抗水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩较大；7. 抗渗性较好 适用范围：1. 地下、水中大体积混凝土结构；2. 有抗渗要求的工程；3. 蒸汽养护的工程构件；4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程； 5. 一般混凝土及钢筋混凝土工程； 6. 配制建筑砂浆 不适用范处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程；2. 有抗冻要求的混凝土工程；3. 干燥环境的混凝土工程；4. 耐磨性要求的工程 （五）粉煤灰水泥(P·F) 成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~40%粉煤灰 主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快；2. 水化热较低；3. 耐热性较差；4. 对硫酸盐类侵蚀和抗水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩较小；7. 抗碳化能力较差 适用范围：1. 地上、地下、水中和大体积混凝土工程；2. 蒸汽养护的构件；3. 有抗裂性要求较高的构件；4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；5. 一般混凝土工程；6. 配制建筑砂浆 不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程；2. 有抗冻要求的混凝土工程；3. 抗碳化要求的工程 聚合物层状双氢氧化物纳米复合材料 杨亲正张春光孙德军* (山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室济南 250100) 摘要介绍了聚合物层状双氢氧化物纳米复合材料的制备性能及应 用前景由于在无机物叠层表面的化学组分与填充的聚合物基团存在着协调性聚合物/LDH纳米复合体目前的研究还很不充分有可能成为一类潜在复合功能材料 这类体系由至少一 维为纳米级的颗粒与聚合物复合而得到聚合物层状硅酸盐研究得较多 例如填充到尼龙聚氧乙烯 聚酰胺等聚合物中聚合物纳米复合材料的断裂伸长率 这说明了两组分的界面状态对所得材料的性能有重要的影响[1] ±?ó?óúìá??2?á??úDμD??ü 层状双氢氧化物(LDH)是唯一的一种可进行插层反应的带正电荷的层状材料 具有很多优点层片为一折皱多面层而比其它的2:1 型层状硅酸盐具有更多的伸展性已通过测定其刚性模量的伸展变形得到确认[4] í?ê±?1??óD?íèèD?òò ??3é?aò????ú?ü??μ? ????μ??aD?ì?D? 27岁现从事胶体化学的研究 2002-02-04修回 它层状主体纳米复合材料形成强有力的竞争 ）的氯化物 并可以在形成的共沉淀中加入金属离子实现 而形成层数更多 文献[6]是将含有如Cr 3+等离子的溶液与分散很细的氧化铜粉作用得到 Cu 2Cr-LDH ??±eóú123áμí·¨μ?′óμ??é×′?á11·?2? à?óú2?2?????·′ó| ?ùμ??ù?·???ù??á￡D?óú123áμí·¨?ùμ??ù?· ???á11í¨ê??a 1-x M n H 2O]x - 指二价金属阳离子 指三价金属阳离子 此结构由M(OH)6八面体共用棱形成单元层 被M óé2???ò?à?×óà′??oa ?éèY?é?à????à?×ó Ni 2+ Zn 2+ Cr 3+ Sc 3+ ?üà′ Sn 4+也结合在类水滑石LDH 层中[8] ??óú±í???a?oμ?oéμ????éí?íá 9 ?? LDH 为20 ò?°?à′?μ ?ùò????°μ??D ??′ó?àê?ò??éí?íá×÷?a?T?ú2?×′???êà′??±??D2??é?×?′o?2?á? 并由于层间阴离子的引力作用而形成紧密的层叠加 同时每个层状双氢氧化物都具有各自的独立性(如交换性 重建性)?? o???/LDH 纳米复合体文献报道不多 通过离子交换可将不同无机或有机阴离子引入类水滑石 结构的层间 部分脱羟基而成为不定形氧化物 ＬＤＯ在一 定的湿度(或水)和CO 2(或碳酸盐)条件下 即所谓的 功能[10] ZrHPO 4 蒙脱土[11~13]等其纳米层片易于 剥离这一特性使这些二维主体易于制备纳 米复合体 但有文献报道可通过两步法将有机分子作用于层片间以 减弱层间作用力来剥离LDH 层片[14] ?ùμ?2ú ???????à?ú??′??D??á÷ ?÷????±eóú?′′|àí?°μ??μ1???×′ ??o???ó????áo??÷òaóDèy??í??? ò23??-????o? (c)主体材料剥离脱层转变成胶体 体系 即剥离-吸附法[15] 聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备和应用 [摘要] 介绍了聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备、性能和应用。这种复合材料,以离子交换处理过的层状硅酸盐(通常是蒙脱土) 为添加物,通过剥离- 吸附、原位插层聚合和熔融插层等方法制备。这种新型纳米复合材料添加了含量较低的填充物,其力学性能、热稳定性、阻燃性等都有所提高。聚合物纳米复合材料展现出极其广阔的应用前景。 [关键词] 纳米复合材料; 层状硅酸盐; 制备 纳米复合材料是指分散在聚合物中的粒子至少在一维尺度上为纳米级别的新型复合材料。根据分散粒子在几维尺度上为纳米尺寸可以区分纳米复合材料的 3 种类型:采用Sol2Gel 法制得球型硅酸盐纳米粒子,在其表面引发聚合得到三维尺度上的复合材料;当二维尺度是纳米级别,第三维较大时,得到被广泛研究作为屈服材料的碳纳米管和纤维晶须增韧纳米复合材料;第三种纳米复合材料指的是仅有一维尺度是纳米级别的材料, 目前研究的重点是层状硅酸盐增强纳米复合材料。这也是本文讨论的重点。层状硅酸盐主要来自于粘土矿,因为其储量丰富,价格低廉,易于溶胀、剥离形成纳米片层等优点而被广泛研究。与纯聚合物相比,层状硅酸盐复合纳米材料的力学、热力学、光学和物理化学等性质显著提高。作者论述了不同技术制备聚合物/ 层状硅酸盐纳米复合材料及其改良的性能和应用。 1 纳米复合材料的制备 1.1 层状硅酸盐的结构 制备聚合物/ 层状硅酸盐纳米复合材料所使用的层状硅酸盐,其片层结构如图1[ 1 ] ,是纳米尺度的,包含有三个亚层,在两个硅氧四面体亚层中间加焊一个铝氧八面体亚层,亚层间通过共用氧原子以共价键连接,结合极为坚固。整个结构片层厚约1nm ,其他方向的尺寸由于硅酸盐的不同从300 埃到几个微米甚至更大。由于铝氧八面体亚层间的部分铝原子被低价的原子取代,片层间带有负电荷,与游离于层间的钠、钙和镁等阳离子相平衡,这些阳离子具有很高的反应活性,容易与烷基铵等阳离子进行离子交换,有机烷基铵头部的阳离子与层间的阳离子交换,将有机链引进层间并将层状结构撑开生成有机化蒙脱土,从而使层间距增大,有利于聚合物或聚合物单体进入层间。交换后的蒙脱土表面能降低,与有机聚合物相容性提高,有利于改性土在聚合物基体中的均匀分散。 8硅酸盐水泥的性能及应用 习要点硅酸盐水泥的性能是具有理论性和实用性的重要内容学习时应重点理解并定凝结时间的意义和影响凝结时间的因素;掌握水泥强度的产生、发展和影响因素；积变化与水化热在工程中所产生的影响了解抗渗性、抗冻性及坏境介质对水泥耐久 响机理拿握普通混凝土配合比的计算并了解混凝土的种类及应用了解外加剂对水凝土的作用和常用夕卜加剂的种类及机理。 硅酸盐水泥在现代建筑工程中主要用以配制砂浆、混凝土和生产水泥制品，随着国民经济的不断发展，水泥作为大量应用的工程材料，研究和改善其性能，对于发展水泥品种、提髙建筑效率、改进工程质量都具有十分重要的意义。硅酸盐水泥的性能包括:物理性能，如密度细度等, 建筑性能，如凝结时间、泌水性、保水性、强度、体积变化和水化热、耐久性等. 8. 1硅酸盐水泥的凝结时间 水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。水泥浆体的凝结可分为初凝和终凝。初凝表示水泥浆体失去流动性和部分可塑性，开始凝结。终凝则表示水泥浆体逐渐硬化，完全失去可塑性，并具有一泄的机械强度，能抵抗一泄的外来压力。从水泥加水搅拌到水泥初凝所经历的时间称为“初凝时间”，到终凝所经历的时间称为“终凝时间”。在施工过程中，若初凝时间太短，往往来不及进行施工浆体就变硬，因此，应有足够的时间来保证混凝丄砂浆的搅拌、输送、浇注、成型等操作的顺利完成。同时还应尽可能加快脱模及施工进度，以保证工程的进展要求。为此，各国的水泥标准中都规左了水泥的凝结时间。初凝时间，对水泥的使用更具有实际意义。根据中国水泥国家标准GB 175—1999 规泄，酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于390min° 8. 1?1凝结速度 水泥凝结时间的长短决泄于其凝结速度的快慢。从水泥的水化硬化过程可知，水泥加水拌和后熟料矿物开始水化，熟料中各矿物28d的水化速度大小顺序为CaA>CaS>C4AF>C2S, 并产生各种水化物，C3S与C2S水化生成C_S_H凝胶和Ca(0H)2, C3A与C4AF在石膏作用下?根据石膏掺量的不同可分别水化生成三硫型水化硫铝(铁)酸钙(AFt).单硫型水化硫铝(铁)酸钙(AFm)和C/H：個溶体。随着水化作用的继续进行，水化产物逐渐长大增多并初步联结成网，逐渐失去流动性与可塑性而凝结。所以，凡是影响水化速度的齐种因素，基本上也同样影响水泥的凝结速度，如熟料矿物组成、水泥细度.水灰比. 温度和外加剂等?但水化和凝结又有一左的差异。例如，水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。这是因为加水量过多.颗粒间距增大.水泥浆体结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿物的含量有关。决左凝结速度的主要矿物为C3A 和C3S。R. H.鲍格和w?勒奇等人认为，C3A的含疑是控制初凝时间的决左因素。在C3A含量较髙或石膏等缓凝剂掺量过少时，硅酸盐水泥加水拌和后，C3血速反应，很快生成大量片状的水化铝酸钙，并相互连接形成松散的网状结构，出现不可逆的固化现象，称为“速凝”或“闪凝”。产生这种不正常快凝时，浆体迅速放出大量热，温度急剧上升。但是如果C3A较少(W2%)或掺加有石膏等缓凝剂，就不会出现快凝现象，水泥的凝结快慢则主要由C3S水化来决左。所以说，快凝是由C3A造成的，而正常凝结则是受 C3 S制约的。 事实上，水泥的凝结速度还与熟料矿物和水化产物的形态结构有关系。实验证明，即使化学组成和表而积完全相同的水泥，但由于锻烧制度的差异，仍可使熟料结构有所不同，凝结时间也将发生相应的变化。如急冷熟料凝结正常,而慢冷熟料常岀现快凝现象。这是因为慢冷时C。A能充分结晶，CsA晶体相对较多，使水化加快，而急冷时CsA固溶体与玻璃体中，由于玻璃体结构致密，相对CsA晶体水化较慢。同样，若水化产物是凝胶状的，则会 形成薄膜，包裹在未水化的水泥周围，阻碍矿物进一步水化，因而能延缓水泥的凝结。 温度的变化也会影响水泥的凝结速度。温度升髙，水化加快，凝结时间缩短，反之则凝结时间会延长，如图8. 1所示。所以，在炎热季石及高温条件下施工时，需注意初凝时间的变化，在冬季或寒冷条件下施工时应注意采取适当的保温措施，以保证正常的凝结时间。 总之，影响水泥凝结快慢的因素是多方而的，但主要还是C3A的影响，因此在生产上都是 通用硅酸盐水泥的特性与应用 2013级土木工程系土木工程专业1班*** 摘要 通用硅酸盐类水泥的品种很多，不同的水泥间的差别也较大，可以满足各种工程的不同需要。其主要区别是混合材料的品种和掺量不同。合理选择水泥种类有助于质量保证。 关键词：硅酸盐水泥特性应用 1前言 水泥按照其用途和性能，可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥。通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥。工程中最常用的硅酸盐类水泥，主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐类水泥六大类，统称为通用硅酸盐水泥。 2硅酸盐水泥（波特兰水泥） 2.1定义 根据国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）[1]规定，凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥，其代号为P·I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，其代号为P·II。 2.2硅酸盐水泥特点 硅酸盐水泥强度等级较高，主要用于重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程。硅酸盐水泥凝结硬化较快，硬化后的水泥石密实，耐冻性优于其他通用水泥，适用于要求凝结快、早期强度高、冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。抗碳化能力强。空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙反应生成碳酸钙的过程叫碳化。硅酸盐水泥碱性强，密实度高，因此抗碳化能力强，适用于二氧化碳浓度较高的环境，如翻砂、铸造车间等，特别适用于重要的钢筋混凝土结构及预应力混凝土及工程。干缩小。硅酸盐水泥加硬化过程中形成大量的水化硅酸钙凝胶，使水泥石密实，游离水分少，不易产生干缩裂纹，可用于干燥环境中的混凝土工程。耐磨性好。硅酸盐水泥强度高，耐磨性好，适用于有耐磨要求的混凝土工程，比如路面与地面工程。聚丙烯_层状硅酸盐纳米复合材料的剥离机理与网络结构
层状结构硅酸盐矿物---作业
层状硅酸盐矿物的研究进展
论聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料的最新研究【可编辑版】
通用硅酸盐水泥的特性与应用
五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围
聚合物层状双氢氧化物纳米复合材料
聚合物层状硅酸盐纳米复合材料的制备和应用
硅酸盐水泥的性能及应用
通用硅酸盐水泥的特性与应用
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