影響環(huán)氧樹(shù)脂／膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料性能的因素

時(shí)間：2014-05-21 10:06:33

作者：世邦機(jī)器

（1）有機(jī)陽(yáng)離子的鏈長(zhǎng)與插層后的蒙脫土的層間距的關(guān)系Lan、Pinnavaia和國(guó)內(nèi)科學(xué)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(jī)蒙脫土層間距與有機(jī)陽(yáng)離子的鏈長(zhǎng)有關(guān)，與有機(jī)蒙脫土原層間距無(wú)關(guān)。有機(jī)陽(yáng)離子上烷基鏈越長(zhǎng)，有機(jī)蒙脫土和經(jīng)環(huán)氧插層后的有機(jī)蒙脫土的層間距越大。王春艷利用X射線衍射對(duì)有機(jī)膨潤(rùn)土和納米復(fù)合材料進(jìn)行了表征，分析了烷基鏈在膨潤(rùn)土及其復(fù)合材料中的聚集狀態(tài)。膨潤(rùn)土生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，對(duì)膨潤(rùn)土生產(chǎn)線上的要求也是比較高的。鈉基膨潤(rùn)土和有機(jī)膨潤(rùn)土分別在2θ為8.78o和4.46o位置出現(xiàn)強(qiáng)的衍射蜂，該峰對(duì)應(yīng)著（001）面的底面反射。根據(jù)測(cè)得的衍射角2θ的大小，可以計(jì)算出兩種膨潤(rùn)土樣品的層間距，鈉基膨潤(rùn)土的d （001）＝1.00628nm，而有機(jī)膨潤(rùn)土的d（001）＝1.9795nm，銨鹽有機(jī)鏈的進(jìn)入使層間距增大至原先的1.9倍，同時(shí)有機(jī)鏈的進(jìn)入使膨潤(rùn)土與有機(jī)相的相容性大大提高。采用十八烷基銨制備的有機(jī)膨潤(rùn)土，經(jīng)X射線衍射證實(shí)，有機(jī)陽(yáng)離子已進(jìn)入膨潤(rùn)土的硅酸鹽片層間，井且可以計(jì)算出經(jīng)環(huán)氧溶脹的膨潤(rùn)土混合物中有機(jī)陽(yáng)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(rùn)土納米復(fù)合材料。

（2）相同鏈長(zhǎng)的伯、仲、叔、季4種銨鹽有機(jī)化試劑與固化后復(fù)合體系中有機(jī)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(jìn)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(jìn)一步對(duì)這4種土經(jīng)環(huán)氧插層復(fù)合后的剝離程度進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合體系未固化時(shí)，4種有機(jī)土的層間距相等，但在使用間苯二胺固化后的復(fù)合體系，經(jīng)伯銨鹽、仲銨鹽處理的有機(jī)土能夠剝離，而經(jīng)叔銨鹽、季銨鹽處理的有機(jī)土不能剝離。他們分析后認(rèn)為，CH3 （CH2）17NH3+和CH3 （CH2）17N（CH3）H2+的酸性較強(qiáng)，對(duì)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(fù)合材料；而CH3 （CH2）17N（CH3）2H+和CH3 （CH2）17N（CH2）3+無(wú)酸性，沒(méi)有催化能力，不能使復(fù)合體系中的有機(jī)土剝離。