层状化合物α磷酸盐及其聚合物纳米复合材料的制备和表征

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1、中国科学技术大学硕士学位论文星丛l}全如-04酸盐及其聚合物纳米复合材料的制备与表征层状化合物a-磷酸盐及其聚合物纳米复合材料的制备与表征摘要聚合物/层状无机物纳米复合材料因具有优异的性能而广泛应用于航空、汽车、家电、电子、食品包装乃至直接用于制造分子器件、集成系统等高新技术领域，己成为材料科学研究的前沿。本文综述了聚合物/层状无机物纳米复合材料的研究进展，概述了层状无机物的类型、复合方法、材料的结构和性能、影响因素以及应用前景。在具体的研究工作中，作者对基体材料层状a一磷酸盐的合成方法进行了研究;制备了聚丙烯酞胺/层状a-

2、磷酸盐和脉醛树脂/层状a-磷酸盐纳米复合材料。首先，系统地研究了a-磷酸盐(a一磷酸错、。一磷酸钦、。一磷酸锡)的水热合成溶剂热合成，得到了优化的合成条件，并用X射线衍射(XRD),红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)及热分析(TGIDSC)等方法进行了表征。获得了晶形良好、形貌规则的a-磷酸盐晶体，其尺寸为几百个纳米，组成为M(HP认卜峡。(M=Zr,Ti,Sn)。该晶体具有较高的热稳定性和较强的离子交换能力，是制备层柱和插层复合材料的优良基体。其次，鉴于层状磷酸盐的层间距小，要想插入大分子，需要预先采用极性有机分子诸如胺

3、、醇、醇胺等对基体进行修饰改性以增大层间距，降低层间电荷密度。作者首次采用超声法对。一磷酸盐进行改性(预插层)，将一乙醇胺、六亚甲基四胺和e-氨基己酸等插入磷酸盐层间，所得到的预插层相可用于引入其它无机离子或聚合物分子制备纳米复合材料。研究结果表明，采用超声法对a-磷酸盐进行改性是行之有效的方法，不仅能得到插层化合物，还可大为缩短反应时间，简化合成步骤。第三，采用原位超声插层一微波聚合或热氧化聚合法成功地制备了聚丙烯酸胺/。一磷酸错和聚丙烯酞胺/。一磷酸钦纳米复合材料，用XRD,IR,TEM及TGIDSC等方法进行了表征。证

4、实无机磷酸盐的六边形薄片均匀地分散在聚丙烯酞胺基体中，形成了层离纳米复合材料;P-OH与酞胺基之间有一定的相互作一~‘......................................，.........口.......中国科学技术大学硕士学位论文层状化查物a-fA酸盐及其聚合物纳米复合材料的制备与表征用，可能形成了氢键或发生质子化作用。通过对材料热性能的初步研究，发现当体系中加入大约10mt%的无机磷酸盐即可提高聚丙烯酞胺的热稳定性，降低其热分解速率。因此，聚合物/层状磷酸盐纳米复合材料有望应用于制备无卤的清洁阻

5、燃材料第四，采用星色逻巡竺将热固性的脉醛树脂预聚体与。一磷酸盐进行复合，制备了脉醛树脂/a-磷酸错和N醛树脂/a一磷酸钦层离纳米复合材料，并用XRD,TEM,IR及TGIDSC等进行了表征。结果显示，无机磷酸盐与脉醛树脂形成了层离纳米复合材料。其热分析结果表明，只需加入大约5m,%的无机磷酸盐，腺醛树脂的热稳定性便得到改葡这为进一步研究和开发聚合物/层状磷酸盐纳米复合阻燃材料提供了新途径。大_1一一关键词:聚合物/层状无机物纳米复合材料，层状无机磷酸盐，脉醛树脂聚丙烯酞胺水热合成41-剂热合成插层反应层离)e一~~~~，，月

6、.，........口口............中国科学技术人学倾{丁学位论义层状化合物n-磷胶盆IA土〔聚合物纳米复合材料的制X'j表ofThePreparationandCharacterizationoftheLayeredTetravalentMetalPhosphateandTheirNanocompositeswithPolymerAbstractPolymer/layeredinorganicnanocompositeswerenotonlyextensivelyemployedfortheirexcellen

7、tpropertiesinvariousfieldsincludingautomobile,aviationappliance,electronic.food-packagebutalsoinhi-techareassuchasdirectlymakingmolecularapparatusandintegratedsystem.Ithasbeenfrontlineofthestudyonthescienceofmaterial.Inthisthesis,theprogressofthestudyonthepolymer/l

8、ayeredinorganicnanocompositehasbeenreviewed.Theclassificationsofthelaveredinorganic.approachesofpreparation,structureandproperty,influencefactora