翻译：采用原位插层聚合制备聚合物-蒙脱土纳米复合物

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1、采用原位插层聚合制备聚合物-蒙脱土纳米复合物摘要采用原位插层聚合的方法合成了两种聚合物-MMT纳米复合物。苯乙烯单体插层到经有机改性过的MMT的层间。在插层的过程中，用2,2-偶氮二异丁晴作为自由基引发剂，复合物在有限的层间聚合，苯胺单体同样可以插层，分别在APS和内层铜离子的引发下，在Na-MMT以及Cu-MMT的层间聚合。XRD表明：MMT层状结构完全被分散在聚苯乙烯基质中，得到了一个剥离结构，聚苯胺-MMT纳米复合物显示了一个较高的有序结构，即：单一的聚苯胺链堆积在MMT层上。FTIR证实了插层以及形成了聚合物-MMT纳米复合物。1、引言纳米复合物通常被定义为复合物总

2、有一成分的尺度至少在一维（如长度、宽度或者厚度）其大小在1-100nm。在材料科学最有前景的发展是设计和合成有机-无机纳米复合物，该复合物具有单一有机物和无机物所不具有的优良性能。形成这样的纳米复合物的一个方法是插层有机物到无机物主体中，这里涉及到的插层为可逆的插层客体分子到主体物质中，保持着主体分子的结构，这个方法成功的用于制备聚合物-无机层状固体复合物，比如：层状金属氧化物五氧化二钒，磷酸盐，层状钙钛矿，卤氧化物，水辉石，水滑石。这里主要有两种方法合成这样的纳米复合物。一种是在溶液中或者熔融状态直接将有机物分子链插入到主体中。直接插层的方法的一个缺点是聚合物转移到层状空

3、间很慢，在溶液反应中，溶剂的共插层。另外一种方法是在化学、热、以及光引发下，单体的插层。，当合适的单体可以优先的插层。在这样的聚合物-无机纳米复合物，聚合物通常提供功能基团，然而，无机成分提供合适的层状主体以适应材料的不同用处。层状黏土矿物，特别是MMT由于其独特的层状结构，离子交换能力以及扩层能力是最优前景的层状主体。MMT属于2：1型层状硅酸盐。其晶体结构包括铝氧八面体和硅氧四面体。堆积的层状结构导致了在层与层之间的范德华带。由于层与层之间较弱的作用力，有机单体很容易插层到这些层间并与层间离子发生反应。自从尼龙6-黏土纳米复合物合成以来，由聚合物-黏土插层制备的纳米复合

4、物在过去几十年来引起了极大的关注。由于其机械性能以及热性能的提高，气体屏蔽性能以及热阻燃性能，聚合物-黏土纳米复合物展示了许多特殊的化学以及物理性能，比如说：较高的各向异性导电性以及光活性。在纳米复合物的制备过程中有两个特殊的结构。一个是层状黏土能够分散为厚度为1nm的层状结构，第二是通过与有机或者无机离子的交换能够修饰其表面化学性质。通常，两种不同的结构可能是由于聚合物或者黏土的性质以及与聚合方法以及条件有关。第一个是插层结构就是一个过着两个扩展的聚合物链插层到层状黏土的层间。另一种是剥离结构，就是黏土被较好的分散在聚合物基体中，至今为止研究的聚合物已经包括了大部分的聚合

5、物，包括了热塑性、热固性聚合物、弹性体、离子导电聚合物以及电子导电聚合物等。由于有优异的插层性能，我们预期用MMT以及改性过的MMT作为主体已达到插层和剥离结构的纳米复合物。在本文中，我们报道了一种合成和表征聚苯乙烯和聚苯胺、MMt纳米复合物的方法。研究了不同结构的黏土的纳米材料的性能以及应用。2、实验2.1材料Na-MMT通过Ca-MMT的沉积-离心分离，干燥，最后与碳酸钠进行交换而制备。最后Na-MMT有较好的粒子结构，粒子粒径小于2um，离子交换容量为90100g.苯乙烯、苯胺、2,2-偶氮二异丁晴、APS、十八烷基三甲基溴化物（ODTMAB）、十六烷基三甲基溴化铵

6、（HDTMAB）均为分析纯。2.2黏土修饰将弱极性的苯乙烯渗透到黏土层中较极性单体困难。因此，Na-MMT在采用苯乙烯插层前采用烷基胺阳离子进行修饰。有机MMT在溶液中，采用与在MMT层间的Na+与有机胺离子的交换而制备。20gNa-MMT分散在400ml的水中搅拌2h。悬浮液加热至60摄氏度，将21mmol的有机胺盐水溶液在搅拌下逐滴加入，至1h。有机MMT被离心分离，并采用蒸馏水洗涤，知道没有溴离子为止。采用硝酸银溶液检测。在室温下真空干燥，有机修饰过的MMT被研磨以备使用。制备出了两种有机改性蒙脱土。Cu-MMT采用相同的方法在1molL的硝酸铜溶液中制备。2.3聚

7、合物-MMT复合物的制备将一定量的有机MMT分散在苯乙烯中搅拌2h，然后，含量0.5%的2,2-偶氮二异丁晴添加到该溶液中，溶液在油浴下加热在85摄氏度下在氮气氛围下聚合反应至少8h以形成聚苯乙烯-MMT纳米复合物。聚苯胺-Cu-MMT纳米复合物在室温下采用如下步骤合成：首先将2mL苯胺加入到250mL的三颈瓶中，加入78ml的水，搅拌。将0.5gCu-MMT加入到以上溶液中，混合溶液最后搅拌60h，并且在室温下保存7天。聚苯胺-Na-MMT纳米复合物采用与聚苯胺-Cu-MMT纳米复合物的相同的制备方法获得，出来要