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有机蒙脱土对半互穿PVC/PGMA薄膜性能的影响

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大连工业大学学报 2019年第6期38卷 437-441页

作者：朱云夏英霍阳范志勇高媛美吴欣怡大连工业大学纺织与材料工程学院

采用溶液插层法,以有机蒙脱土(OMMT)改性PVC/PGMA半互穿交联体系,制备一种semi-IPN PVC/PGMA/OMMT薄膜。研究了改性前后蒙脱土对薄膜力学性能、表面形貌和热稳定性能的影响。蒙脱土经有机化改性后,插层剂成功插入到蒙脱土中,层间距由1.2... 详细信息

采用溶液插层法,以有机蒙脱土(OMMT)改性PVC/PGMA半互穿交联体系,制备一种semi-IPN PVC/PGMA/OMMT薄膜。研究了改性前后蒙脱土对薄膜力学性能、表面形貌和热稳定性能的影响。蒙脱土经有机化改性后,插层剂成功插入到蒙脱土中,层间距由1.24 nm扩大到2.07 nm;当OMMT用量为1.2%时,semi-IPN PVC/PGMA/OMMT薄膜的抗拉强度和断裂伸长率提高到20.87 MPa和489.77%,分别提高了27.41%和3.08%;改性后半互穿薄膜的热稳定性也得到改善。

关键词： PVC/PGMA薄膜半互穿交联体系蒙脱土有机化改性

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环氧树脂/膨润土复合材料的制备与性能研究

环氧树脂/膨润土复合材料的制备与性能研究

作者：林涛重庆大学

学位级别：硕士

本论文先对钙基膨润土进行钠化处理,对钠化改性剂的选择以及钠化剂用量、钠化反应温度、钠化反应时间等因素对膨润土特性的影响进行了研究。再以十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)作插层剂,采用阳离子交换法对钠基膨润土进行有机改性。用单因... 详细信息

本论文先对钙基膨润土进行钠化处理,对钠化改性剂的选择以及钠化剂用量、钠化反应温度、钠化反应时间等因素对膨润土特性的影响进行了研究。再以十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)作插层剂,采用阳离子交换法对钠基膨润土进行有机改性。用单因素实验轮换法考察固液比、配料比、时间、温度及PH值等实验条件对改性效果的影响,同时借助XRD衍射、热失重及红外光谱对有机土的结构和性能进行了表征。最后以双酚A型环氧树脂和制备的有机钠基膨润土为原料,利用插层聚合法制备环氧树脂/膨润土复合材料,研究不同处理方法和工艺参数对材料性能的影响。利用XRD和SEM对环氧树脂/膨润土复合材料的插层情况以及结构进行表征,利用万能力学实验机、冲击实验机、TGA、西林电桥等研究了材料的机械、热学以及电学等方面的性能。实验结果表明:以碳酸钠为钠化剂,按照优化工艺所制备的钠基膨润土物化性能优于原土;XRD测试表明用有机插层剂对钠基膨润土进行插层可以明显增大其层间距,得到实验最佳工艺条件为:配料比为110mmol/100g,固液比为2/100,反应时间为1h,反应温度为80℃,体系PH值为10。按照最佳工艺所制备的有机膨润土的层间距由1.081nm增加到了2.025nm,FTIR和TGA测试显示有机膨润土保持了硅酸盐基本骨架,同时含亚甲基基团的有机物已经进入到层间结构中,增强了疏水性;有机膨润土与环氧树脂在中温下进行搅拌混合有利于膨润土在复合材料中的分散并提高复合材料性能。运用单因素实验循环法对复合材料的固化工艺进行了优化,最佳固化工艺参数为:固化时间3.5h、固化温度100℃、脱泡时间20min;XRD测试表明,环氧树脂的进一步插层使膨润土层间距增大,部分膨润土已达到剥离的程度;在有机膨润土含量为2%%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度有最佳值;材料断面的SEM图显示,环氧树脂断面光滑平整,为脆性断裂,而复合材料断面有较多银纹和微裂纹,表现为韧性断裂;TGA实验表明,复合材料的初始热分解温度比环氧树脂提高了18.6℃;复合材料的介电强度和介电常数在有机膨润土含量为2%～4%时有最佳值。

关键词：环氧树脂膨润土有机化改性插层聚合法

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绿色保鲜PET纳米复合材料的制备及研究

绿色保鲜PET纳米复合材料的制备及研究

作者：李世伟齐齐哈尔大学

学位级别：硕士

聚对苯二甲酸二乙酯具有成本低，热稳定性好，以及化学稳定性好，机械性能优良，阻隔性及透明性好，并且PET还具有易回收和潜在的生物降解性等特点，近年来，PET在药瓶、碳酸饮料瓶、矿泉水瓶、食用油瓶、食品盒以及果酱瓶等方面也得到... 详细信息

聚对苯二甲酸二乙酯具有成本低，热稳定性好，以及化学稳定性好，机械性能优良，阻隔性及透明性好，并且PET还具有易回收和潜在的生物降解性等特点，近年来，PET在药瓶、碳酸饮料瓶、矿泉水瓶、食用油瓶、食品盒以及果酱瓶等方面也得到了广泛的应用。本文通过制备了乙二醇钛PET缩聚催化剂和钛-磷PET缩聚催化剂，考察了有机物磷酸单月桂脂与Ti的配位作用，以及不同催化剂对制备PET的影响;还制备了十八烷基表面活性剂，来对蒙脱土进行有机化改性，将钛-磷催化剂负载到蒙脱土片层间，并进行有机化改性;以不同的偶联剂对有机化蒙脱土进行表面处理，最后制备了绿色保鲜PET纳米复合材料，通过XRD谱图和TEM图来观察在不同加工流场下蒙脱土在PET基体中的分散状态，研究结果表明：（1）本文中制备的乙二醇钛和钛-磷催化剂的活性均比乙二醇锑高，并且，乙二醇钛的活性过高，在聚合反应过程中控制反应速度比较困难，而钛-磷催化剂相对比较稳定，活性较高。（2）通过XRD对有机化蒙脱土进行分析，由十八烷基表面活性剂改性的蒙脱土（Z-MMT）扩层效果最好，层间距达到了3.76nm。（3）通过XRD来分析偶联系剂处理有机化蒙脱土表面可知，以偶联剂KH560来处理Z-MMT表面，反而造成了蒙脱土层间距的减小，而用十六烷基偶联剂来处理Z-MMT得到CH10-Z-MMT样品，CH10-Z-MMT的层间距达到了5.66nm。（4）通过EPMA的分析，说明钛-磷催化剂的确被引入到了蒙脱土的硅酸盐片层间。（5）添加了CH10-Z-MMT蒙脱土所制备的CH10-PET/ZMMT基础切片中蒙脱土达到了很好的剥离状态。（6）蒙脱土纳米粒子分散的越均匀，CH10-PET/ZMMT纳米瓶的阻隔性就会越好，比纯PET瓶的阻隔性提高大约20倍。

关键词：聚酯催化剂纳米复合材料蒙脱土有机化改性

纳米TiO2/丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

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纳米TiO2/丙烯酸酯复合乳液的制备与表征

作者：蔡阿满华南理工大学

学位级别：硕士

纳米二氧化钛不仅具备普通纳米粒子共有的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应外,还具有光催化效应、紫外屏蔽效应、随角异色效应等,可应用于纺织、医学、特种涂料等方面。丙烯酸酯乳液是目前应用最为广泛的化工... 详细信息

纳米二氧化钛不仅具备普通纳米粒子共有的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应外,还具有光催化效应、紫外屏蔽效应、随角异色效应等,可应用于纺织、医学、特种涂料等方面。丙烯酸酯乳液是目前应用最为广泛的化工产品,多应用于涂料和胶粘剂,但是其存在耐水耐油性差,耐高低温性、抗污耐候性差等缺点。如何将纳米二氧化钛与丙烯酸酯乳液有机地结合起来,改善丙烯酸酯乳液涂膜的机械性能、耐候性和耐热性等,是目前研究的热点问题之一。本论文采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯(TBOT)为前驱物、盐酸(HCl)为催化剂、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)为改性剂,制备了有机化纳米二氧化钛(TiO)溶胶。将有机化纳米二氧化钛溶胶加入到甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸等反应单体中,采用原位乳液聚合法,合成出纳米TiO /丙烯酸酯复合乳液。本论文的主要研究内容及成果包括如下三点: 第一,研究了乙醇、盐酸以及硅烷偶联剂用量对纳米二氧化钛接枝率、粒径、亲油性等的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等手段对其结构进行了表征。结果表明,二氧化钛经过有机化改性后,其亲油性得到明显改善;XRD测试结果表明改性的纳米二氧化钛呈锐钛型,盐酸的用量会影响到二氧化钛的晶化行为,盐酸用量增大,二氧化钛晶型不变,但其晶化度提高;此外,KH-570、无水乙醇和盐酸用量还会影响纳米二氧化钛溶胶的接枝率和其平均粒径大小。当nKH-570/nTBOT=0.2(摩尔比),nEtOH/nTBOT =6,nH2O/nTBOT =1,nHCl/nTBOT =0.48时,纳米二氧化钛的接枝率最高为25.6%,其平均粒径最小为10.0nm,而且其粒径分布最窄。第二,研究了聚合工艺、单体用量、乳化剂用量、引发剂用量、有机化纳米TiO溶胶等因素对乳液聚合反应及其性能的影响,并用透射电镜(TEM)以及粒径分析仪等手段进行表征。结果表明,加入二氧化钛溶胶后,乳液的粒径变大,且随着二氧化钛溶胶用量的增加而增大;由TEM照片可看出二氧化钛与聚合物相容性较好,呈现出了良好的分散状态;当丙烯酸用量为3wt%,乳化剂用量为3wt%,KPS用量为0.6wt%,有机化纳米TiO溶胶用量为2wt%时,凝胶率最低为0.87%,单体转化率为97.8%。第三,研究了预乳化方式、单体、乳化剂、引发剂和有机化纳米TiO溶胶用量等因素对乳胶膜性能的影响,并用热重分析(TG)等手段对乳胶膜进行表征。结果表明,二氧化钛溶胶对乳胶膜的附着力和弯曲性能影响不大,但却提高了乳胶膜的冲击性能、铅笔硬度、耐紫外老化性能和热稳定性。此外,乳胶膜性能还受AA、引发剂和乳化剂用量的影响。当AA用量为5wt%,引发剂用量为0.5wt%,乳化剂用量为3wt%,二氧化钛溶胶用量为2wt%时,乳胶膜吸水率为13.9%、附着力为0-1级、铅笔硬度可以达到H-2H、冲击性能为55cm、弯曲性能为2mm、光泽度为125.0%。

关键词：二氧化钛有机化改性溶胶-凝胶法丙烯酸酯复合乳液

毒死蜱/改性膨润土/海藻酸钠复合微球的制备及其缓释性能

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江苏农业科学 2015年第1期43卷 150-152页

作者：周红军周新华吴树鸿仲恺农业工程学院化学化工学院广东广州510225

采用盐酸处理膨润土原土得到酸化膨润土,再用十六烷基三甲基溴化铵进行有机化改性,制备有机膨润土。利用挤出-外源凝胶法制备毒死蜱/膨润土/海藻酸钠微球,研究改性膨润土对载药微球的载药量、包封率、溶胀性能及缓释性能的影响。结果表... 详细信息

采用盐酸处理膨润土原土得到酸化膨润土,再用十六烷基三甲基溴化铵进行有机化改性,制备有机膨润土。利用挤出-外源凝胶法制备毒死蜱/膨润土/海藻酸钠微球,研究改性膨润土对载药微球的载药量、包封率、溶胀性能及缓释性能的影响。结果表明,有机膨润土复合微球的载药量和包封率均高于相应的酸化膨润土微球;加入膨润土有利于降低复合微球溶胀率和提高微球缓释性能,有机膨润土在抑制微球溶胀和增强缓释效果方面优于酸化膨润土。

关键词：缓释农药海藻酸钠膨润土有机化改性毒死蜱缓释性能

埃洛石纳米管掺杂的聚醚酰亚胺基凝胶聚合物电解质的制备及性能研究

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埃洛石纳米管掺杂的聚醚酰亚胺基凝胶聚合物电解质的制备及性能研...

作者：张洒洒北京化工大学

学位级别：硕士

锂离子电池电解质按照形态可分为液体电解质、全固态聚合物电解质以及凝胶聚合物电解质。液体电解质虽然导电性能好,但是容易发生泄露,在实际应用中存在安全隐患,而全固态聚合物电解质虽然不存在电解液的泄露,安全性提高,但是其室温离... 详细信息

锂离子电池电解质按照形态可分为液体电解质、全固态聚合物电解质以及凝胶聚合物电解质。液体电解质虽然导电性能好,但是容易发生泄露,在实际应用中存在安全隐患,而全固态聚合物电解质虽然不存在电解液的泄露,安全性提高,但是其室温离子电导率较低,难以满足实际应用需求。凝胶聚合物电解质的形态介于液体电解质及全固态电解质之间,既缓解了液体电解质易泄露的安全隐患,又为离子的传输提供了类似液体电解质的液体环境,可大大提高电解质的离子电导率,因而在锂电池中有很好的发展及应用前景。聚醚酰亚胺(PEI)具有很强的高温稳定性、很好的韧性、强度和优良的机械性能,将PEI作为凝胶电解质骨架材料的聚合物基体,可以起到很好的支撑作用。埃洛石(HNTs)是一种天然的粘土质硅酸盐矿物,结构为直的中空管状结构,同时表面含有大量的硅羟基,将其添加到聚合物电解质中可以为离子的传输提供更多的通道。本课题首先对HNTs进行表面有机改性。采用离子交换法,以十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)作为表面活性剂,在HNTs的表面接枝上一层有机长链,旨在改善HNTs与聚合物基体及有机溶剂间的相容性。通过高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、比表面积及管径测试等手段的分析,验证了HNTs的改性成功。在PEI聚合物基体中加入不同含量改性前后的HNTs,通过静电纺丝法制备纳米纤维膜,并以此作为凝胶电解质的骨架材料。再将该骨架材料浸润到电解液中,吸收电解液达到饱和状态,活化成凝胶聚合物电解质。通过扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段,观察了纳米纤维膜的微观形貌以及纤维的直径分布,发现纤维表面光滑,结构均匀,HNTs的加入使得纤维膜的平均纤维直径降低。骨架材料的基本结构测试表明本实验所制得的纳米纤维膜具有很高的孔隙率、饱和吸液率以及保液率。将该凝胶电解质组装成各种形式的扣式电池,测试电解质的电化学性能。结果表明,与商业化Celgard 2500隔膜相比,本实验所制备的凝胶电解质具有更优越的电化学性能,特别是含有1wt%有机改性HNTs的PEI基凝胶电解质,性能得到了显著的提升,其中,离子电导率达到了5.45×10-3S·cm-1,锂离子迁移数达到0.675,而组装成电池后测得的界面阻抗值只有90Ω,且具有优异的循环稳定性能。

关键词：凝胶聚合物电解质纳米纤维膜有机化改性聚醚酰亚胺埃洛石纳米管电化学性能

钙基膨润土的改性研究 ——作为以插层技术制备的纳米塑料的填充物

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钙基膨润土的改性研究 ——作为以插层技术制备的纳米塑料的填充物

作者：平仙隐福州大学

学位级别：硕士

本论文针对福建连城膨润土矿在纳米塑料中的开发利用，介绍了膨润土的结构特点和基本特性，概述了纳米塑料插层制备方法、优异特性和制备纳米塑料对膨润土改性的要求。结合纳米塑料制备过程中对膨润土的要求，本论文着重系统探讨并总结... 详细信息

本论文针对福建连城膨润土矿在纳米塑料中的开发利用，介绍了膨润土的结构特点和基本特性，概述了纳米塑料插层制备方法、优异特性和制备纳米塑料对膨润土改性的要求。结合纳米塑料制备过程中对膨润土的要求，本论文着重系统探讨并总结膨润土钠化和有机化的改性机理、改性剂的选择规律及其改性效果。考察了各种钠化剂对钙基膨润土的钠化改性效果，系统研究了钠化提纯和改性的机理和方法，结果表明钠化改性效果以NaF，Na2C2O4和Na2CO3为好，这是由于这些阴离子可与交换出来的Ca2+离子形成难溶化合物，同时F(离子还具有在膨润土端面强烈吸附的能力。研究了系列烷基季铵盐对膨润土有机化的改性效果和层间距变化，比较了两种钠化剂（Na2CO3和NaF）改性的膨润土对有机化的影响及其结构。结果表明，以NaF改性的膨润土获得了更佳的有机化效果和更大的层间距。在所考察的系列长链季铵盐有机化结果中，1827和D1821改性的有机化率高，得到的层间距最大，因而更合适用于制备高聚物/层状硅酸盐纳米复合材料。

关键词：膨润土钠化改性有机化改性烷基季铵盐纳米塑料

海泡石改性技术研究及其在酸性染料废水处理中的应用

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海泡石改性技术研究及其在酸性染料废水处理中的应用

作者：徐永花长安大学

学位级别：硕士

酸性染料作为一类上色性较好的水溶性染料在印染行业中被广泛应用。因酸性染料废水排放量大、成分复杂、色度深、废水中含有苯环、胺基、偶氮等基团的生物难降解染料化合物,使其具有较大的危害性,直接排入环境,会对水体、土壤、植物产... 详细信息

酸性染料作为一类上色性较好的水溶性染料在印染行业中被广泛应用。因酸性染料废水排放量大、成分复杂、色度深、废水中含有苯环、胺基、偶氮等基团的生物难降解染料化合物,使其具有较大的危害性,直接排入环境,会对水体、土壤、植物产生直接破坏作用,进而影响人类身体健康,使人易患膀胱癌。本文利用海泡石强大吸附性能及去除污染物后不带来二次污染的优点,采用阴阳离子表面活性剂对其进行有机化改性处理,探讨改性前后对酸性染料署红Y污染物的吸附性能变化;采用水热—粉体烧结法将TiO负载到海泡石上,制备具有光催化性能的海泡石/ TiO光催化剂;以刚果红、茜素红S、酸性品红和署红Y四种具有代表化学结构的酸性染料为降解对象,探讨制备的海泡石/ TiO催化剂通过光催化氧化法降解酸性染料的可行性和影响因素,并对其进行机理探讨。研究结果表明: (1)经十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性过的海泡石对水中署红Y的极限吸附量比原生海泡石对署红Y的极限吸附量高出1000倍,即用阳离子改性后的海泡石对署红Y有非常好的吸附率。另外,署红Y溶液的浓度、酸度以及与改性海泡石的作用时间等因素都会影响改性海泡石对署红Y的吸附效果。其中,体系的pH及署红Y溶液的浓度对吸附率的影响较大,而温度、时间对吸附率的影响相对较小。 (2)海泡石可以成为负载纳米TiO的优质材料。以水热-粉体烧结法制备海泡石/TiO催化剂,制备过程中控制体系的pH为4.0,固液比为1:10,煅烧温度为650℃时,制备出的样品降解性能最佳。 (3)在处理刚果红( 3.0×10mol/L ),茜素红S ( 3.0×10mol/L ),酸性品红(6.0×10mol/L)和署红Y(5.0×10mol/L)溶液时,海泡石/ TiO光催化剂投加量分别在0.2g/L、0.3g/L、0.2g/L和0.4g/L为最佳,最佳光催化时间依次为30、120、120、180min。另外,酸性染料的初始浓度、光源距液面的距离及HO的加入量都对其降解效果有较大的影响,初始浓度越低,光源距液面的距离越小,光催化效果越好。 (4)制备的海泡石/TiO光催化剂连续使用三次对署红Y仍然具有很好的降解效果,使用三次后,重新煅烧去除吸附的有机物,与初次使用效果基本相同。实际应用中,可大大降低使用成本。

关键词：海泡石 TiO2 酸性染料废水吸附光催化有机化改性

环氧树脂/钠基膨润土复合材料的制备和性能研究

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环氧树脂/钠基膨润土复合材料的制备和性能研究

作者：粟笛重庆大学

学位级别：硕士

环氧树脂由于具有粘接性好,电绝缘性好,固化收缩率小,价格低廉等优点,广泛地应用于军事、航空航天、建筑、电子电器领域。但是因为它脆性较大,耐热温度较低的不足使得环氧树脂的应用受到一定的限制。因此,对环氧树脂进行增韧增强的改性... 详细信息

环氧树脂由于具有粘接性好,电绝缘性好,固化收缩率小,价格低廉等优点,广泛地应用于军事、航空航天、建筑、电子电器领域。但是因为它脆性较大,耐热温度较低的不足使得环氧树脂的应用受到一定的限制。因此,对环氧树脂进行增韧增强的改性研究成为了国际、国内的热门课题。目前的改性方法在增加了材料韧性的同时,却又降低了材料的耐热性。近年来,随着国内外硅酸盐科学的迅猛发展,将层状硅酸盐通过有机插层复合的方法与聚合物高分子进行复合,制备有机-无机杂化材料,发挥有机物、无机物各自的优异性能的研究为环氧树脂的改性提供了新的思路。本文首先对钙基膨润原土进行钠化处理,制得钠基膨润土。实验结果表明:按照最佳实验方案:以碳酸钠作为钠化剂,用量3%,钠化反应温度70℃,钠化反应时间2.0h所制备的钠基膨润土的特性均优于原土。本文利用大分子链烷基胺对钠基膨润土进行了有机化改性,XRD测试表明运用有机插层剂对钠基膨润土进行插层可以明显增大其层间距,按照优化工艺所制备的有机膨润土的层间距最大,比钠基膨润土提高了48%,FTIR和TGA测试表明有机膨润土保持了硅酸盐基本骨架,同时有机物的亚甲基基团已经进入到层间结构中,有利于其和有机相的相容和分散;本文利用环氧树脂/有机膨润土/酸酐固化剂制备了复合材料,实验发现,选取固化剂用量为环氧树脂质量的90%,将有机膨润土与固化剂体系先进行搅拌混合,有利于膨润土在复合材料中较好地分散和提高其综合性能。复合材料的最佳固化工艺为固化时间150min、固化温度100℃、脱泡时间15min;XRD测试表明,复合材料一级衍射峰均已消失,环氧树脂的插层使膨润土层间距增大,部分膨润土已达到剥离的程度;在有机膨润土含量为3%%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度达到最佳,均优于未改性环氧树脂;材料断面的SEM图表明,环氧树脂的断面较为光滑平整,为典型脆性断裂,复合材料的断面引发有较多银纹,呈现韧性断裂特征;TGA实验表明,复合材料的初始热分解温度比纯环氧树脂提高了11.6℃,说明复合材料的耐热性较纯环氧树脂有所改善;复合材料的介电强度在有机膨润土含量为3%～5%时达到最大,比纯环氧树脂有所提高,介电性能也有所改善。

关键词：环氧树脂膨润土有机化改性聚合插层增韧耐热