有机纳米蒙脱土 -回复

聚合物/蒙脱土纳米复合材料蒙脱土纳米复合材料：蒙脱土纳米复合材料是目前研究最多，工业化应用前景好的一种聚合物基纳米复合材料。

纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25 nm，蒙脱石含量大于95%。

具有层状结构的蒙脱土是制备成纳米复合材料的理想天然矿物。

蒙脱土是一种层状硅酸盐，结构片层由硅氧四面体亚层和铝氧八面体构成，厚0.66nm左右，片层之间通过NA+、Ca2+等金属阳离子形成的微弱静电作用结合在一起，一个片层与一个阳离子层构成MMT的结构单元，厚度为1.25纳米（阳离子为钠离子）左右。

结构：蒙脱土的化学式为：Mn+x/n[Al4.0-xMgx](Si8.0)O20(OH)4·yH2O，属于2:1型层状硅酸盐，即每个单位晶胞由2个硅氧四面体晶片间夹带一个铝氧八面体晶片构成三明治状结构[3]，二者之间靠共用氧原子连接，每层厚度约为1 nm。

性能：聚合物/蒙脱土纳米复合材料是目前新兴的一种聚合物基无机纳米复合材料。

与常规复合材料相比，具有以下特点：只需很少的填料April 质量分数)，即可使复合材料具有相当高的强度、弹性模量、韧性及阻隔性能；具有优良的热稳定性及尺寸稳定性；其力学性能有优于纤维增强聚合物系，因为层状硅酸盐可以在二维方向上起增强作用；由于硅酸盐呈片层平面取向，因此膜材有很高的阻隔性；层状硅酸盐蒙脱土天然存在有丰富的资源且价格低廉。

故聚合物/蒙脱土纳米复合材料成为近年来新材料和功能材料领域中研究的热点之一。

纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25 nm，蒙脱石含量大于95%。

具有良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。

４０塑料科技Ｈ．ＡＳｎＣＳＳＣＩ．＆‘ＩＥＣＨＮＯＩＤＧＹ№３（ＳＬｌＩｌｌ．１６１）ＪＬｌｌｌｅ２０（）４，庐坏４吻曝舅评述舅蹩溉；炀∥‘文章编号：１００５．３３６０（２００４）０３删０·０６蒙脱土结构特性及在聚合物基纳米复合材料中的应用ｎ’刘盘阁，宫同华，王月欣，刘国栋，瞿雄伟旺’（河北工业大学高分子科学与工程研究所，天津３００１３０）摘要：对蒙脱土的晶层结构、分散性、流变性及表面修饰进行了系统的评述。

蒙脱土片层含有ｋｗｉｓ酸点及过渡金属离子可用于烯类单体的催化聚合反应；自从丰田汽车公司使用尼龙一６／粘土纳米复合材料以来，蒙脱土（具有膨润性的粘土）在聚合物基纳米复合材料中的研究和应用正越来越受到世人的关注。

对蒙脱土／聚合物纳米复合材料的制备方法及其进展也进行了综述。

关键词：蒙脱土；纳米复合材料；催化效应；插层聚合中图分类号：呷０５０．４３文献标识码：Ａ纳米复合材料（Ｎａｌｌｏｃ唧ｓｉｔｅｓ）概念是ＲｏｙＲ【１１２０世纪８０年代中期提出的，指的是分散相尺度至少有一维小于１００砌的复合材料。

由于纳米粒子具有大的比表面积，表面原子数、表面能和表面张力随粒径下降急剧上升，使其与基体有强烈的界面相互作用，其性能显著优于相同组分常规复合材料的物理力学性能瞳’３１；纳米粒子还可赋予复合材料热、磁、光特性和尺寸稳定性。

因此，制备纳米复合材料是获得高性能材料的重要方法之一。

可采用溶胶．凝胶法（Ｓ０１．ｇｅｌ）Ｈ“】、共混法ｎ’８】、层间插入法（插层法）归。

１４１等方法制备得到。

许多无机物如硅酸盐类蒙脱土、磷酸盐类、石墨、金属氧化物、二硫化物、三硫化物等具有典型的层状结构，可以嵌入有机物【１５，１６】。

从研究的广度和深度以及工业化前景角度看，聚合物基纳米复合材料主要集中于聚合物／蒙脱土纳米复合材料。

１蒙脱土结构及其理化性能蒙脱土（Ｍｏｎ廿１１０ｒｉｌｌｏｎｉｔｅ，以下简称为Ｍ册）属２：１型层状硅酸盐，其结构单元主要是二维向排列的Ｓ卜Ｏ四面体和二维向排列的ｍ（或Ｍｇ）一沪ＯＨ八面体（１）河北省自然科学基金资助项目（２０１００６）（２）联系人作者简介：刘盘阁（１９６７一），女，实验师；收稿日期：２００４．０２．２４片。

0引言道路石油沥青在我国公路沥青铺面中被广泛应用，但随着公路建设场景的扩大，在极端气候环境下的路面铺筑需要综合考虑高温、低温条件及路面的抗疲劳性能等因素。

一直以来，提升沥青及沥青混合料的耐久性、稳定性及温度敏感性是公路工程领域研究者关注的热点［1-3］。

国内外学者通过添加不同的纳米材料提升沥青的耐久性，降低温度敏感性，并取得一定的研究成果。

彭天鹤等［4］对不同掺量的纳米ZnO 改性沥青开展研究，得出随着纳米ZnO 掺量的增加，改性沥青的各项性能先提升后降低的结论，并通过红外光谱试验揭示了纳米ZnO 与沥青的作用机理。

王琼［5］对有机蒙脱土改性沥青及沥青混合料进行全面研究，认为有机蒙脱土改善了沥青及沥青混合料的路用性能。

JIN 等［6］研究有机膨润土对不同沥青性能的影响，试验结果表明，掺加有机膨润土后的改性沥青的软化点和抗车辙能力略有提高，但疲劳因子和低温抗裂性能有所降低。

崔亚楠等［7］对纳米有机蒙脱土改性沥青抗老化性能开展研究，认为纳米有机蒙脱土的层状结构插入沥青分子后，对纳米有机蒙脱土改性沥青的抗老化性能有很大的改善作用。

黄娟［8］对纳米ZnO/SBS 复合改性沥青进行研究，得出纳米ZnO 改善了SBS 改性沥青的储存稳定性，并提升了SBS 改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性的结论。

以往的研究发现纳米有机土和纳米ZnO 改性剂的加入可以改善沥青及沥青混合料性能，但低温和疲劳性能可能有所下降。

上述研究多对纳米有机土和纳米ZnO 用于改性基质沥青或与其他改性剂对沥青进行复合改性，但鲜有文献研究对比2种改性剂在改性沥青后的高、低温性能和疲劳性能等。

因此，本文选用纳米蒙脱土和纳米ZnO 2种改性剂，用于改性70#沥青，并对改性后的沥青性能进行比较分析，确定沥青流变性能方面改性更好的一者。

本研究对纳米有机蒙脱土和纳米ZnO 在沥青改性剂领域获得更好的应用有一定的参考价值。

1原材料和试验方法1.1原材料选用70#A 级沥青作为基质沥青，相关技术指标见表1。