聚苯乙烯水滑石纳米复合材料的制备与表征

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1、Y8‘632二洳专：j～硕士学位论文⑧摘要聚合物与层状纳米无机材料复合是提高材料耐热、阻隔和力学性能的有效途径。水滑石(LDH)是一种新型的层状纳米无机材料，与聚合物复合不仅能发挥类似蒙脱士的耐热、阻隔等改性作片j，还町提高材料的垫整定蛀f蕴其是龟煎塞金物)、耐候性、抗菌性等，具有广泛的应用前景。针对水滑石层问静电作用大，纳米层板剥离难度较人的特点，本文以制备聚苯乙烯(PS；)／LDH纳米复合材料为代表，探索了原位聚合制备聚合物／LDH纳米复合材料的新方法，并对不同方法制各的复合材料的结构和性能进行表征。为了实现苯乙烯，水滑

2、石(St／LDH)的原位插层聚合，论文采用单体型插层剂对苯乙烯磺酸(VBS)和引发剂型插层剂4一。．偶氮．双(4一氰基戊酸)(ACP)单独或两者结合插层改性LDH。通过VBS和ACP与硝酸根型LDH的常温水相离子交换反应，实现VBS、ACP或VBS／ACP对LDH的插层。采用X．射线衍射(XRD)、红外、元素和差示扫描量分析了插层改性LDH的结构，发现VBS、ACP或VBS／ACP的插层效率高，插层后分别保持了VBS双键的可聚合特性和ACP的引发活性。分别采用VBS、AcP和vBs／AcP插层LDH与St进行原位悬浮插层聚合

3、，采用XRD、透射电镜等表征LDH被聚合物插层和剥离分散特性。发现，采用VBS插层LDH带iJ备的复合材料中LDH部分剥离；采用单独ACP插层的LDH，聚合后LDH插层剥离效果差，分散尺寸大；采用VBS／ACP同时插层的LDH，聚合后LDH的剥离分散性最佳，复合树脂熔融加工后LDH片层厚度小，部分以单⋯片层存在。论文还对晶化／原位悬浮聚合法合成PS／LDH纳米复合材料进行了研究，在该方法中LDH晶化和St聚合同时进行，简化TPS／LDH纳米复合树脂的制备过程，使制备时间缩短。发现采用该方法制备的复合材料中LDH以纳米尺度的短

4、小片层较好分散在Ps中。论文对采用原位插层聚合和晶化／原位聚合得到的PS／LDH纳米复合材料的热稳定和流变性能进行了表征，发现纳米复合材料的热稳定性比纯PS有显著提高，相同失重下，热分解温度随着LDH含量和剥离分散程度的增加而提高；纳米复合材料的玻璃化温度稍高于纯Ps，且随着LDH含量的增加而提高；相同剪切速率下，纳米复合材料的熔融指数随着LDH含量的增加而降低，剪切应力和表观粘度则随着增大。关键词：聚苯乙烯，水滑石，原位插层聚合，晶化／原位聚合，纳米复合材料llAbstractPolymer／inorganiclayere

5、dmaterialsnanocompositeshaveattractedgreatattentionbecauseoftheobviouspropertiesimprovement(suchasheat—resistance，barrierpropertyeta1)causedbytheintroductionofnanolayers．Layereddoublehydroxides(LDHs)areanewclassofsyntheticlayerednano-materials，whichcanimprovethehea

6、t-resistance，thermalstability(espicallyforchlorine—containingpolymer)，mechanicalstrengthandweather—resistanceofpolymermaterialsasLDHincorporatedintothebasepolymersinananoscale．Thus，polymer／LDHnanocompositeshaveabrightprospectinmanyfields．Concerningwitllthedifficult

7、ityinpreparingintercalatedorexfoliatedLDH／polymernanocomposites，thenewin—situpolymerizationmethodsforpreparationofpolymer／LDHnanocompositeswereinvestigatedusingPSasarepresentativeinthisthesis．ThestructureandpropettiesoftheresultantPS／LDHnanocompositeswerecharacteri

8、zed．InordertOconductin—situintercalatedpolymerizationofstyrene／LDH，LDHspillaredwithamonomertypeanion—vinylbenzenesul

9、bnate(VBS)，ainitatortypeanio