影響環(huán)氧樹脂／膨潤±納米復合材料性能的因素

時間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機器

（1）有機陽離子的鏈長與插層后的蒙脫土的層間距的關(guān)系Lan、Pinnavaia和國內(nèi)科學家漆宗能、呂建坤、鄧玉名等（2001）研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)環(huán)氧插層后的有機蒙脫土層間距與有機陽離子的鏈長有關(guān)，與有機蒙脫土原層間距無關(guān)。有機陽離子上烷基鏈越長，有機蒙脫土和經(jīng)環(huán)氧插層后的有機蒙脫土的層間距越大。王春艷利用X射線衍射對有機膨潤土和納米復合材料進行了表征，分析了烷基鏈在膨潤土及其復合材料中的聚集狀態(tài)。膨潤土生產(chǎn)工藝比較復雜，對膨潤土生產(chǎn)線上的要求也是比較高的。鈉基膨潤土和有機膨潤土分別在2θ為8.78o和4.46o位置出現(xiàn)強的衍射蜂，該峰對應著（001）面的底面反射。根據(jù)測得的衍射角2θ的大小，可以計算出兩種膨潤土樣品的層間距，鈉基膨潤土的d （001）＝1.00628nm，而有機膨潤土的d（001）＝1.9795nm，銨鹽有機鏈的進入使層間距增大至原先的1.9倍，同時有機鏈的進入使膨潤土與有機相的相容性大大提高。采用十八烷基銨制備的有機膨潤土，經(jīng)X射線衍射證實，有機陽離子已進入膨潤土的硅酸鹽片層間，井且可以計算出經(jīng)環(huán)氧溶脹的膨潤土混合物中有機陽離子以46.60o的斜立式存在于硅酸鹽片層間，證明已經(jīng)制得部分剝離的環(huán)氧／膨潤土納米復合材料。

（2）相同鏈長的伯、仲、叔、季4種銨鹽有機化試劑與固化后復合體系中有機蒙脫土的剝離程度的關(guān)系分別選用含有CH3 （CH2）17一鏈的4種不同的銨鹽，即伯、仲、叔、季4種銨鹽CH3（CH2）17NH3+、CH3 （CH2）17N（CH3）H2+、CH3 （CH2）17N（CH3）2H+和CH3 （CH2）17N（CH2）3+與蒙脫土進行交換，結(jié)果是不同初始層間距的蒙脫土插層后的層同距基本相同。進一步對這4種土經(jīng)環(huán)氧插層復合后的剝離程度進行研究發(fā)現(xiàn)，在復合體系未固化時，4種有機土的層間距相等，但在使用間苯二胺固化后的復合體系，經(jīng)伯銨鹽、仲銨鹽處理的有機土能夠剝離，而經(jīng)叔銨鹽、季銨鹽處理的有機土不能剝離。他們分析后認為，CH3 （CH2）17NH3+和CH3 （CH2）17N（CH3）H2+的酸性較強，對環(huán)氧的胺固化有催化作用，提高了層間環(huán)氧的固化速率，形成剝離型納米復合材料；而CH3 （CH2）17N（CH3）2H+和CH3 （CH2）17N（CH2）3+無酸性，沒有催化能力，不能使復合體系中的有機土剝離。