聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展

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1、聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米

2、复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展聚合物-层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展第21卷第6期高分子材料科学与工程v.1.21,N..62005年ii月POLYMERMATERIAISSCIENCEANDENGINEERINGNov.2005聚合物/层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展王华林,史铁钧,杨善中,翟林峰(合肥工业大学化工学院,安徽合肥230009)摘要:综述了近年来PLS0I制备,性能研究进展

3、.合成方法包括溶液剥离一吸附法,原位插层聚合法和熔融插层法.性能研究包括力学性能,热稳定性,阻燃性和阻隔性等.关键词:聚合物/层状硅酸盐;有机无机纳米复合材料;制备与性能中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:i000—7555(2005)06—0036—04有机无机纳米复合材料是由不同形状的无机粒子填充聚合物而形成的一种新型复合材料,其中至少有一维的平均尺寸处于纳米范围内,当分散粒子一维处于纳米级,则形成层状结构,如具有片层结构的石墨,云母,蒙脱土等.聚合物/层状硅酸盐有机无机纳米复合材料(PISOI)通过有机与无机组分间的偶合作用,产生许多优异的性能,与纯聚合物或传统的(微

4、观)复合材料相比,其力学,热学,物理化学性能,阻透性能明显提高.本文综述了近年来PLSOI制备,性能研究进展.1PLSOI制备方法1.1溶液剥离一吸附法IS层状结构一般是由硅氧四面体和铝氧八面体之间靠共用氧原子而形成的,片层厚度为1nm左右,层间存在可交换的阳离子如:Na,Ca抖,Mg等.IS片层间存在较弱的库仑力,可选用合适的溶剂将IS剥离成单层,分散在溶剂中,片层表面吸附一层聚合物,溶剂挥发后,片层重组形成三明治状的PISOI,或形成一种有序多层结构.溶液剥离一吸附法制备PISOI常用的吸附物为水溶性聚合物时,将聚合物水溶液加入到收稿日期:2004—04一l0;修订日期:2004

5、—07—24基金项目:国家自然科学基金资助项目(20174007)联系人;史铁钧完全剥离的钠基IS分散相中,聚合物分子链通过与LS层间强相互作用,在片层表面重新聚集,形成PISOI[1],或剥离的LS片层插入到聚合物胶体中,形成PISOlE.溶液剥离一吸附法制备PISOI所用的吸附物为非水溶性或难溶于水和有机溶剂的聚合物时,一般先制备可溶性的预聚体,然后预聚体被IS片层吸附,聚集在IS片层表面,再通过热方法,化学方法或乳液聚合得到PISOI[4].1.2原位插层聚合法原位插层聚合法,即先将聚合物单体分散,插层进入IS片层中,然后原位聚合,利用聚合时放出的大量热量,克服IS片层间的库仑

6、力,使其剥离,制备PISOI.原位聚合法消除了熔融共混过程中的焓,熵壁垒,容易制备PLS0I.采用原位插层聚合法制备PISOI方面的研究主要集中在近十年内.Fukushima和Usu—ki等口用质子化的氨基酸(H.N一(CH)一COOH,一2,3,4,5,6,8,11,12)插层被己内酰胺单体溶胀的MMT,李强等[8用11氨基酸插层MMT,随后引发己内酰胺开环聚合制备热塑性PISOI.Messersmith等[9用双(2一羟乙基)甲基质子化的烷基铵阳离子作为插层剂对MMT进行插层,双酚一A(DGEBA)原位插层聚第6期王华林等t聚合物/层状硅酸盐有机无机纳米复合材料制备与性能研究进展

7、37合;石爽等[10]采用微波交换法分两步将浮选后的天然钙基MMT转变为镍基MMT,通过丙烯腈单体与镍基MMT层间镍离子的络合作用,把丙烯腈单体引入蒙脱土层间,然后用过硫酸铵引发丙烯腈原位聚合,制备出热固性PISOI.Lan等[1妇分别用质子化n一辛胺和质子化十八烷基铵对蒙脱土进行插层,DGEBA衍生物(EPON828)原位插层聚合,制备出部分剥离(n一辛基)或完全剥离的(n一十八烷基)的弹性PIS0I.史铁钧等[12~14]分别采用马来酸酐和苯乙烯原位接