几种高性能热塑性树脂与蒙脱土插层复合的研究.pdf

《几种高性能热塑性树脂与蒙脱土插层复合的研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第1期高分子学报No.12002年2月ACTAPOLYMERICASINICAFeb.，2002"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""几种高性能热塑性树脂与蒙脱土插层复合的研究!吕建坤1秦明1柯毓才2漆宗能2益小苏3!!（1浙江大学高分子复合材料研究所杭州310027）（2中国科学院化学研究所工程塑料国家重点实验室北京100080）（3北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室北京100095）摘要研究了PEK-C，PES，PEI和PSU4种刚性分子链高性能热塑性树脂与蒙脱土插层复合的行为，结

2、果表明通过溶液混合PEK-C和PES很容易插入到粘土层间并使粘土剥离，得到剥离型纳米复合材料，而PEI和PSU不能插入到粘土层间，分析认为插层能力的差异是由于它们与粘土间的作用力不同导致的.PEK-C和PES与粘土形成纳米复合材料后，玻璃化温度大幅度下降，但热分解温度有很大提高，认为是由于体积很大而且刚硬的聚合物分子与粘土片层混合后形成了较大的自由体积，使玻璃化温度下降，但聚合物端基与粘土间很强的作用力使它的热解温度提高.PEI和PSU与粘土复合后热性能没有明显变化，说明如果粘土与聚合物间不能形成纳米复合，不会对聚合物性能产生显著影响.关键词高性能热塑性树脂，粘土，纳米复合，插层聚

3、醚酰亚胺PEI、聚醚砜PES、酚酞侧基聚苯插层和剥离行为，发现了一些与其它类型聚合物/醚酮PEK-C和聚砜PSU等是一类分子刚性大、耐粘土插层复合所不同的现象.热性好的无定形态高性能热塑性树脂，因为分子!实验部分中含有大量的芳杂环结构，表现出与通用工程塑料很不同的物理性能，尤其是它们的强度和耐热!"!原材料性非常突出，韧性比热固性树脂好，因此这类材料PEK-C的分子结构式为：在一些特殊领域发挥了重要的作用.聚合物插层层状硅酸盐是制备聚合物基纳米复合材料的一种重要手段，已成功应用于一些工程塑料和热固性树脂的改性［1~13］，但对刚性分子链的高性能热塑性树脂与粘土进行复合的研究还比较少

4、.我们分别使用PEK-C，PEI，PES和PSU4由徐州工程塑料厂生产，该聚合物为无定型种刚性较大的热塑性高分子材料与有机蒙脱土进态，可溶于四氢呋喃、氯甲烷、氯乙烷等多种溶剂.行复合，制备了这些聚合物与粘土的纳米复合材PEI的分子结构为：料，并考查了粘土在这类刚性链热塑性聚合物中由上海合成树脂研究所生产提供，可溶于二氯甲由吉林大学生产提供，可溶于THF、二氯甲烷等溶烷等溶剂.剂.PES的分子结构为：PSU的分子结构为：!2001-04-06收稿，2001-06-15修稿；!!通讯联系人7374高分子学报2002年由上海曙光化工厂生产，可溶于二甲基甲酰胺.出，有机土TJl的面间距为!

5、00l=2nm，与聚合物有机土：十八烷基三甲基铵蒙脱土CH3-PEK-C和PES复合后粘土的衍射峰完全消失（见（CH）（CH）N+-MOnt通过钠基蒙脱土与十八烷图ld和le），说明在这两种复合材料中，粘土层间2l7333基三甲基氯铵在水介质中进行阳离子交换反应制距已经增大到XRD方法所不能检测到的程度.对得，所使用的蒙脱土的离子交换容量（CEC）为于我们所使用的XRD仪，其最小入射角为2"=90mmOI/l00g土（即每l00g蒙脱土中含可交换阳l.5，根据Bragg方程2dsin2"="!，计算出仪器所离子90mmOI），阳离子交换反应在80~90C进行能检测到的最大面间距为8

6、nm，复合材料中衍射l1，有机土的粒度小于200目，在本文中表示为峰消失说明粘土的面间距已超过这一值，即相邻TJl.的粘土片层间的距离已超过7nm（蒙脱土片自身所使用的溶剂四氢呋喃、l，2-二氯乙烷、二甲后约lnm），比有机土原来的层间的距离lnm增基甲酰胺为通用的商业产品.大了至少6倍.这种情况下习惯上认为粘土已完!"#聚合物/粘土纳米复合材料的制备全剥离，以独立的纳米厚的片层形式分散在树脂将5g有机土TJl分散在500mL所选定的溶中，所以PEK-C和PES与粘土混合后得到的是剥剂中，充分混合使粘土分散，然后将50g聚合物溶离型纳米复合材料.而在PEI、PSU与粘土的混合解在里

7、面，在室温下高速搅拌30min使聚合物与物中还保留着强烈的XRD衍射峰（见图lb和粘土充分混合.将此混合液在脱模纸上流涎成膜，lc），其中PEI/TJl复合材料中粘土的层间距为挥发除去溶剂，得到聚合物/粘土复合材料膜.在2.2nm，仅比粘土原来的层间距2nm增大0.2nm，真空烘箱中加热到l00C进一步除去残留的溶说明PEI基本没有插入到粘土层间.PSU/TJl中剂，并将膜粉碎，得到聚合物/粘土复合材料粉料.粘土的层间距为2.38nm，情况与PES基本相同，制备PEK