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高密度聚乙烯蒙脱土纳米复合材料膨胀阻燃体系的性能
高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料膨胀阻燃体系的性能
使用以乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂的高密度聚乙烯/蒙脱土(HDPE/OMT)纳米复合材料作为基体,制备了含不同成炭剂的聚磷酸铵(APP)膨胀阻燃体系,对其阻燃性能进行了比较和研究,并分析了蒙脱土与膨胀阻燃剂协效作用的机理.热重分析(TGA)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热计结果表明:APP/季戊四醇(PER)体系熔融过程较短可形成蒙脱土增强炭层;PER/PA/OMT体系中较高的有机物含量有利于蒙脱土迁移和堆积.
作者：李明胡源鲁红典 LI Ming HU Yuan LU Hong-dian 作者单位：李明,胡源,LI Ming,HU Yuan(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230027;中国科学技术大学高分子科学与工程系,合肥,230026)
鲁红典,LU Hong-dian(合肥学院化学与材料工程系,合肥,230022)
刊名：功能高分子学报ISTIC PKU 英文刊名：JOURNAL OF FUNCTIONAL POLYMERS 年，卷(期)：2007 19-20(4) 分类号：O631 关键词：聚乙烯蒙脱土纳米复合材料膨胀阻燃。
原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料及结构与性能表征的开题报告一、研究背景及意义随着人们对材料性能要求的不断提高，研究开发高性能复合材料已成为当前的研究热点。
蒙脱土因其层状结构及其优异的物理化学性能，被广泛应用于高分子复合材料的加强改性中代表性的有机改性蒙脱土包括有机阳离子改性、有机阴离子改性、有机交联改性等。
其中，有机阳离子改性蒙脱土具有分散性好、加工性能优异、增强效果明显等特点。
同时以聚乙烯为基体材料的复合材料拥有优异的耐热性、耐腐蚀性、导电性以及机械性能，因此将有机改性蒙脱土与聚乙烯组成纳米复合材料可以兼容两者的优点，具有巨大的应用潜力。
本文拟探究原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺及相应的结构与性能表征，旨在为开发新型高性能复合材料提供参考。
二、研究内容1. 分析有机阳离子改性蒙脱土对聚乙烯的改性机制2. 研究原位聚合方法制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的制备工艺3. 利用XRD、TEM、TG等技术表征聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的结构、热性能、分散性等4. 考察有机改性蒙脱土掺量对聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料物理化学性能的影响三、研究方法1. 采用奥兹塔克卡尔甘机对蒙脱土进行有机阳离子化改性2. 采用原位共聚合法制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料3. 利用XRD及TEM观察复合材料结构4. 采用TG分析复合材料热性能5. 利用万能试验机测试复合材料的力学性能四、论文结构安排第一章绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 研究内容与目的1.4 研究方法1.5 论文结构第二章有机阳离子改性蒙脱土2.1 蒙脱土的化学成分及结构2.2 有机阳离子化改性原理2.3 常用的有机阳离子改性剂2.4 影响有机改性蒙脱土性质的因素第三章原位共聚合制备聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料3.1 原位共聚合反应原理3.2 聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料制备工艺流程3.3 影响复合材料结构与性能的因素第四章聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的结构与性能表征4.1 XRD、TEM表征4.2 TG分析4.3 力学性能测试第五章影响聚乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料性能的因素分析5.1 有机改性蒙脱土的掺量对复合材料性能的影响5.2 处理工艺对复合材料性能的影响第六章结论与展望6.1 结论6.2 研究展望参考文献。
亵予穆可遂过离子交换作惩弓｜入到稚主层翊。
ｏｆＭＭＴ㈣Ｆｉｇ．１．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ图１．１鼗膣±的结掏８３１１．２．２ＰＣＮ纳米复合材料的分类Ｆｉｇ．１．２Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｏｓｓｉｂｌｅｓｔｙｌｅｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒ／ｃｌａｙｈｙｂｒｉｄ＃８ｌ图１．２聚合物，粘士杂化材料３种可能的类型示意闰【２８１从材料微观形态的角度，可以将聚合物／粘土杂化材料（ｐｏｌｙｍｅｒ／ｃｌａｙｈｙｂｒｉｄｓ，简称ＰＣＨ）分成３种类垄【２８】｝（１）普通（ｃｏｎｖｅｍｉｏｎａｌ）黧。
普通激ＰＣＨ乖手科中糯土片层紧密堆积，分散棚状态为大尺寸麴顿粒状，糙土片层之闽并无爱合物插入；（２）插鼷（ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｅｄ）型。
插层型ＰＣＨ材料中粘±片层之间通常有少量高聚物分子援入，～般糕主片层闼只有ｌ。
２层寒聚魏分子送入，袋其屡闻距扩大，经爨未达上海交通大学博士学位论文１７３５ｃｍ“的羰基特征峰非常明显。
故可认为蒙脱土层间已插入了有大量的烷基长链，有机改性成功。
２．２．２．２蒙脱士的ＸＲＤ分析姗绷．１瑚ＷａＹＱｒｌｕ册ｂｅｒ（ｏｉ＇ｉｌ’）Ｆｉｇ．２．１ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＭＭＴ图２．１蒙脱土的ＩＲ图谱Ｆｉｇ．２．２ＸＲＤｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＭＭＴ（ＴＪ０）图２．２钠基蒙脱士ＴＪ０的ＸＲＤ衍射图一ＴＪ０一玎１一ＴＪ２一ＴＪ３一ＴＪ４Ｆｉｇ．２．３ＸＲＤｓｐｅｃｔｒａｏｆｏｒｇａｎｏｐｈｉｌｉｃｍｏｄｉｆｉｅｄ｝皿枉图２．３不同有机改性蒙脱土ＸＲＤ衍射图图２．２为无机蒙脱士ＴＪ０的ＸＲＤ衍射图，其测得的２０为６．３左右，根据布拉格方程（Ｌ＝２ｄ·ｓｉｎ０）可以算得钠基蒙脱土的层间距为１．３ｎｍ左右。
图２．３为不同有机改性蒙脱土的ＸＲＤ衍射图。
从上可以看出，钠基蒙脱土经烷基长链插层剂改性后衍射峰的角度向左移，根据计算可知四种有机改性蒙脱土的层间距分别为：ＴＪｌ，２．２ｒｉｍ；ＴＪ２，２．９ｎｍ；ＴＪ３，２．４ｎｍ；ＴＪ４，３．５３ｎｍ和１．９３ｎｍ，这说明蒙脱土层间距明显增大。
文章编号:1005-3360(2006)01-0009-04聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料结构与力学性能的研究蔡洪光1,2,张春雨1,李海东1,2,原宇平1,2,董为民1,陈斌1,张利仁3,刘志军3,姜明才3,张学全1(11中国科学院长春应用化学研究所,吉林长春130022;21中国科学院研究生院,吉林长春130022;31中国石油辽阳石化分公司研究院,辽宁辽阳111003)摘 要: 制备了M M T /M g Cl 2/T iCl 4插层型催化剂,并进行乙烯聚合。
考察了M M T 片层间距、复合材料形态及蒙脱土在其中的分布状态。
考察了材料的冲击强度、拉伸强度等力学性能及蒙脱土的最佳含量。
关键词: 聚乙烯;纳米复合材料;蒙脱土;增强增韧中图分类号:T Q 325112文献标识码:A基金项目:国家/9730项目资助(G2003CB615600)收稿日期:2005-09-121 实验部分111 试剂及仪器蒙脱土(MM T ),四平市刘房子爱思克膨润土有限公司,天然钠基膨润土原矿,使用前在400e 下煅烧6h 后备用;无水氯化镁(M gCl 2),营口向阳化工厂;正丁醇,北京化工厂,分析纯,经4!分子筛浸泡一周后备用;四氯化钛(T iCl 4),北京益利化学品有限公司,分析纯;己烷,工业级,辽阳石化公司;三乙基铝(TEA),Aldrich 产品;乙烯,辽阳化工三厂,聚合级。
等离子发射光谱仪(ICP),美国Leeman Labs -Plasm a -Spec;X 射线衍射仪(XRD),日本理学Rig aku D/m ax 2500PC 进行连续记谱扫描,实验条件:铜靶,管电压40kV,管流通渠道100mA,K =11544!;场发射扫描电子显微镜(ESEM ),M icro FEI PH ILIPS EDS Specidication:2000XM S,样品经喷金处理;透射电子显微镜(TEM ),JEOL JAX-840,样品在LKB Ultratone Ⅲ型超薄切片机上,经冷冻切片制得;拉力机,Instr on -1121,拉伸速度为50mm/min,于20e 下测试,试样尺寸为20mm @3185mm @015mm ;UJ -40悬臂梁冲击试验仪,试样尺寸6513mm @1217mm,R为0125mm,缺口45b 。
渣油/聚乙烯复合材料的制备及性能表征的开题报告一、研究背景与意义随着社会发展和对环保要求的提高，对废弃物的回收和利用愈发重视。
渣油是石油工业中的副产品，其含有大量的聚合物物质，其中以聚乙烯为主要成分。
而聚乙烯具有低密度、良好的耐热性、抗化学性和可加工性等优良性能，在工业中有广泛应用。
然而，目前大部分渣油都被废弃，造成了严重的环境污染问题。
因此，对渣油的资源化利用成为一项迫切需求的任务。
同时，通过将聚乙烯等聚合物复合到渣油中，可以进一步提高渣油的性能，拓宽其应用范围，有效降低了废弃物对环境造成的负面影响。
本研究旨在通过制备渣油/聚乙烯复合材料，并对其性能进行表征，以期在渣油回收和资源化利用方面做出贡献。
二、研究内容和方法1.制备渣油/聚乙烯复合材料选取一定比例的渣油和聚乙烯作为原料，在一定条件下进行混合，并采用熔体法或溶液法制备复合材料。
并对制备过程中不同比例、不同制备工艺的渣油/聚乙烯复合材料进行比较。
2.性能表征采用FT-IR、SEM、DSC等手段对所制备复合材料的结构和性能进行表征。
其中，采用FT-IR分析渣油和聚乙烯在制备过程中发生的化学反应及其对复合材料性能的影响；采用SEM观察复合材料的形态结构及分布情况；采用DSC测定复合材料的熔融温度、结晶度等热力学性质，并探究渣油/聚乙烯复合材料在高温、耐腐蚀等方面的特性。
三、预期成果与意义本研究通过制备渣油/聚乙烯复合材料，针对不同制备条件和比例进行了比较和分析，并通过多种手段对复合材料的结构和性能进行评价和表征。
预期可以得出以下结论：1.渣油和聚乙烯均可以作为制备渣油/聚乙烯复合材料的有效原料，且不同比例和制备工艺对复合材料性能存在明显差异。
2.渣油/聚乙烯复合材料具有一定的耐热性、抗化学性及可加工性等性能，适用于一定范围内的工业应用。
3.本研究对于渣油的回收利用与环保发展有一定的意义，同时为未来渣油/聚乙烯复合材料的应用提供了一定的理论依据。
高密度聚乙烯单聚合物复合材料的制备及性能发布时间：2021-03-10T04:27:48.545Z 来源：《防护工程》2020年31期作者：程庆兵[导读] 高密度聚乙烯（HDPE）单体聚合物复合材料（SPC）是一种以HDPE为增强体和基体的复合材料，具有力学性能高、界面粘结性好、易回收等优点。
热压纤维法和薄膜堆积法是最早工业化的SPC制备方法，但对它们的区别没有专门讨论。
大庆石化公司塑料厂低压车间摘要：高密度聚乙烯（HDPE）单体聚合物复合材料（SPC）是一种以HDPE为增强体和基体的复合材料，具有力学性能高、界面粘结性好、易回收等优点。
热压纤维法和薄膜堆积法是最早工业化的SPC制备方法，但对它们的区别没有专门讨论。
采用热压纤维法和薄膜堆积法分别制备了HDPE-SPC，并对试样的热压温度、显微结构和力学性能进行了对比分析。
结果表明，热压纤维法制备的HDPE-SPC具有较高的纤维含量和力学性能，其拉伸强度和拉伸模量分别达到（28.55±0.77）MPa和（746.62±31）MPa，分别是纯HDPE的1.48倍和1.37倍。
分析了试样的拉伸应力-应变曲线，计算了薄膜堆积法制备的HDPE-SPC的拉伸强度理论值和热压纤维法制备的HDPE-SPC的补强率。
关键词：高密度聚乙烯；单体聚合物复合材料；热压纤维法；薄膜堆积法聚乙烯（PE）具有分子结构简单、化学稳定性好、耐腐蚀、加工性能好、价格低廉等优点。
它是我国产量和消费量最大的树脂，也是应用最广泛的高分子材料。
聚乙烯可分为超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。
由于其力学性能一般，拉伸强度低，抗蠕变性能差，耐热性差，严重限制了PE的应用[1]。
纤维的引入可以有效地改善聚合物材料的性能，但传统的纤维增强复合材料的纤维和基体是由非均相聚合物组成的，因此基体和纤维之间很难有良好的化学结合，而传统的纤维增强复合材料的界面性能制约了其发展。
青岛科技人学研究生学位论文图卜１蒙脱石的晶体结构示意图Ｆｉｇ．１－１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐａｔｔｅｒｎｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ由于层间阳离子交换的结果，使得极性水分子极易进入层间，使晶体发生膨胀。
蒙脱石的这种特殊的夹层状结构是聚合物／蒙脱土纳米复合材料形成的基础。
但是，天然蒙脱石晶体本身片层间结合非常紧密，间距小，聚合物或单体难于进入层间，形成纳米尺度分散，所以还必须对蒙脱土进行有机化改性，增加它与聚合物间的亲和性。
１．２．１．２蒙脱土的有机化改性蒙脱土的有机化改性是基于蒙脱石片层间吸附电荷的可交换性。
由于片层问的阳离子是被很弱的电场力吸附在片层表面，因此极易被无机金属离子、有机阳离子表面活性剂分子交换出来。
可交换阳离子的数目用离子交换容量（ＣａｔｉｏｎＥｘｃｈａｎｇｅＣａｐａｃｉｔｙ，ＣＥＣ）来表示。
在制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料的工艺过程中，常常使用有机阳离子表面活性剂，利用离子交换原理进入蒙脱石片层之间，该过程可以用方程式表示为：ＭＭＴ－Ｘ＋＋Ｒ—Ｙ＋㈠ＭＭＴ．Ｙ．Ｒ十Ｘ＋该过程称为蒙脱土的有机化，所使用的有机阳离子表面活性剂常被称为插聚乙烯醇，蒙脱士纳米复台材料的研究层剂或相容荆。
目前在制备聚合物纳米复合材料中，常用的插层剂有烷基季铵盐、季铵盐、吡啶类衍生物和其它阳离子表面活性剂等口”。
图１—２是用烷基铵离子插层过程的示意图【４１。
图１～２插层剂插层过程示意图Ｆｉｇ．Ｉ－２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｑｕａｔｅｍａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｉｍｅｒｃａｌａｔｉｏｎ蒙脱土有机化的目的是降低片层问的结合力，扩张蒙脱石的片层间距，改善层问的微环境，使蒙脱石的内外表面由亲水性转化为疏水性，增强蒙脱土片层与聚合物分子的亲和性。
插层剂中烷基链的长度会对插层效果产生显著的影响，烷基链越长，经过处理后蒙脱石的片层间距也越大，对于形成聚合物／蒙脱土纳米复合材料越有利。
功能性纺织品及纳米技术应用PET/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构与性能陈汉周1,王延斌1,杨 宇2,赵庆章2(1.中国矿业大学资源与安全工程学院,北京100083;2.中国纺织科学研究院研发中心,北京100025)[摘要] 通过对蒙脱土的有机化处理,利用DMT缩聚方法制备了PET/蒙脱土纳米复合材料,分析了蒙脱土的层间距变化及其在纳米复合材料基体中的分散状态,并测试了聚合物的结晶性能及力学性能。
实验表明,采用二次插层法处理所得的有机蒙脱土能很好地分散于PET/蒙脱土纳米复合材料基体中,所得复合物的结晶性能与力学性能都有不同程度的提高。
[关键词] 聚乙烯吡咯烷酮(PVP);蒙脱土(M MT);纳米复合材料;二次插层 [中图分类号]TS10118 [文献标识码]A [文章编号]100321308(2004)04200092051 引 言纳米复合材料的概念最早是由Rustun R oy于1984年提出的[1],它是指分散相尺寸至少在一维方向上小于100nm 的复合材料。
由于纳米分散相具有较大的表面积和强的界面相互作用,因而纳米复合材料在力学性能和结晶性能等方面,表现出不同于一般宏观复合材料的性能。
纳米复合材料的性能与其制备方法密切相关[2],用常规方法制备的聚合物纳米复合材料,由于存在纳米粉自身的团聚,使其难以在高粘度聚合物基体中均匀分散,以及无机分散相与有机聚合物基体间的界面结合弱的缺点,因而抑制其性能提高。
而插层复合方法是制备高性能复合材料的有效手段之一,它是将高分子插层到具有层状结构的填料中,如蒙脱土、云母、蛭石等硅酸盐[3]。
蒙脱土(M MT)是由1 nm厚的硅酸盐片层中间、吸附有可交换的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cs+等离子组成,片层之间的距离一般在0.96～2.10nm之间变化[4]。
高分子插层进入其中的硅酸盐片层之间,可使片层之间距离扩大,进而导致其层板剥离,造成高分子与蒙脱土能够在纳米量级上进行复合,从而使材料的力学性能、热学性能较一般的微米复合材料更为优异[5～6]。
