累托石聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合乳液的制备及其性能研究

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1、摘要累托石(REC)是一种具有l：l类蒙脱土与类云母间层结构的粘土矿物，其层问含有可交换的水合阳离子，层间距为2rim左右．这种独特的结构组成使其既继承了蒙脱土(MMT)的吸水膨胀性、阳离子交换性，又具有较大的层间域．成为为数不多的易于在水中解离的又一种粘土矿物。由于累托石的开发较晚，几乎未在高新技术领域中应用，所以研究累托石的有机改性及其聚合物，层状硅酸盐纳米复合材料的制备、结构与性能，对拓宽聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料的研究领域，丰富层状硅酸盐改性聚合物领域的基础理论以及推广层状硅酸盐改性聚合物的应用具有重要意义．本文首先对于累托石有机改性反应的影响因素进行了探讨和

2、优化，并得出最佳反应条件为：反应时间3h，DMC用量67．5mmol／1009REC，NazSi03调节溶液pH值9～lO。采用DMC和WD-70两种改性试剂对累托石进行有机改性，通过Fr-m和XRD的表征可以知道DMC和WD．70对累托石成功的进行了改性。在DMC-modifiedREC存在的条件下，通过原位乳液聚合的方法制备了DMC-modifledREC／聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合乳液。分析可知：(i)DMC-modifiedREC参与了聚合反应，且晶层间距至少超过8．82rim。②DMC-modifiedREC基本上已经呈剥离状态，并较均匀的分散在PMM^基体中。③

3、DMC-modifiedREC的加入使品和L有了显著的增加，最大差值达到22．5℃和42．6"C。④通过抽提发现，随DMC-modifledREC量的增加，可抽提聚合物比率减小，抽提剩余物中聚合物的比例增加。然后用同样的方法制备TWD70-modifiedⅪ列聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合乳液。通过分析可知：①WD70-modifiedREC参与了聚合反应，且晶层间距至少超过8．82nm。②WD70-modifiodREC呈部分剥离状态，仍有一部分以插层状态出现。③WD70-modifiedREC的加入使％和n有了显著的增加，最大差值达到23．4"C和46．5"C。④随WD70

4、-modifiodREC量的增加，可抽提聚合物比率减小，抽提剩余物中聚合物的比例增加：并且抽提48h后，剩余物中仍含有超过50wt％的PMMA大分子。⑤当WD70．modifiedREC含量为l～3wt％时，可抽提PMMA的分子量随WDT0-modifiedREC的加入有所增加；当WD70-modifiedREC加入量超过3wt％时，可抽提PMMA的分子量较纯PMMA的低；3wt％的累托石(REC)使复合材料中可抽提PMMA的分子量’F降。本文还详细研究了该聚合反应的动力学特征，得出了其聚合速率方程Rp。c限】∞2【E『o∞口【】lm．及聚合反应的表观活化能a时为83．8

5、6kJ／t001．关键词：累托石；聚甲基丙烯酸甲酝；纳米复合材料：热性能；有机改性；动力学ⅡAbstractRectorite(REc)isakindofnaturalclayandcallberepresuntedbymgulaf(1：1)stackingofmica-likeandmontmorillunite-likeIayc讳，withexchangeablehydratedcationsbet’Ivccngalleries．Thestructureofrectoritcissimilartomontmorillonite(MMT)．aswellitSthecha

6、racteristics，suchascationicexchungeabilityandexpansibilityafterwaterabsorption．]kausctheresearchofrectoritestartedalittlelater,therearesofewapplicationsinthetechnical81"ca．Sothet℃seamhoforganicmodificationandthepreparation，structure，propertyofpolymer／layeredsilicatenanoconqx镕iteisveryimpo

7、rtanttothedevelopmentofpolymer／layeredsilicatenanocompositeandthebasictheoryofpolymer／layeredsilicatenanocomposite．Inthispaper,thefactorWhichhastheinfluence011theorganicmodificationreactionofrect06teM郴discussedandoptimized．ThebestreactionconditionWaSobtained：thereac