聚烯烴是一類綜合功能良好、應用十分廣泛的通用樹脂。由于其具有眾多的良好特性,其發展十分趕快、應用十分普遍。而粘土作為我國范圍內來歷豐富、代價低廉等優點也成為科學界研究的目標之一。本文對聚烯烴粘土納米復合材料的發展進行了簡樸的結算。
1聚烯烴
聚烯烴是一類由烯烴以及某些環烯烴獨自集合或共集合而得到高分子化合物。由于其加工簡樸、生產能耗低、原料來歷豐富等特點,發展十分趕快,在合ag 百家樂成樹脂和塑料中所占的比例逐年增加。按體積計,聚烯烴樹脂已過份鋼鐵,成為人類不可缺少的一類材料。但其功能方面也存在不足與缺點:比如與工程塑料比擬抗撕裂強度小、硬度小;耐摩擦、耐熱、耐燃功能差;抗化學、抗環境藥品功能差等。為了進一步提高材料的功能,對其進行改性,不僅具有很高學術價值,而且為傳統產品的提檔更新帶來劃時代的意義。因此,辦理現有聚烯烴材料存在的各項疑問,研究和開闢功能更好、專業更進步、成本更低、且不會造成環境污染的聚烯烴新專業是21世紀石油化工的主要目標。當今學術界中,通用塑料的工程化研究已成為高分子材料研究的方位之一,在這一領域中采用的首選想法便是聚烯烴塑料的填充改性。在聚烯烴中參加填充劑可以提高材料的機器功能,改良其加工功能,同時也能減低成本。
2納米復合材料
納米復合材料這一概念是1984年由Roy首次提出來的。它是指復合物的散開相至少有一相的一維尺寸到達納米級1~100nm的材料。比年來,納米復合材料的發展趕快,被稱為21世紀最有前途的材料之一,遭受了科技界的普遍關注,從而形成了納米復合材料研究的熱潮。納米復合材料的研究在金屬和陶瓷領域開展的對照廣泛和深入,而集合物納米復合材料的研究起步較晚,但比年來發展趕快,引起高分子科學領域的廣泛關注。
3集合物納米復合材料
集合物納米復合材料是以集合物為基體持續相、無機粒子以納米標準小于100nm散開于基體中的新型高分子復合材料。與傳統復合材料比擬,由于納米粒子帶來的納米效應和納米粒子與基體間的界面相互作用,集合物納米復合材料具有優于相同組分慣例集合物復合材料的力學、熱學功能,為制備高功能、多性能的新一代復合材料提供了可能。
根據復合材料各成分層狀硅酸鹽、有機陽離子及集合物基體本身的特點及復合材料的制備想法,可制得3種類型的復合材料:當集合物不能插入到層狀硅酸鹽片層之間,就得到相散開的復合材料,即傳統的微觀復合材料,當集合物鏈插入到層狀硅酸鹽片層之間形成一種集合物層狀硅酸鹽交替有序的多層形態,即得到插層型納米復合材料,而當層狀硅酸鹽片層完全均勻散開在持續的集合物基體中,就得到剝離型納米復合材料。X射線衍射XRD和透射電子顯微鏡TEM兩種專業可以識別插層型和剝離型兩種結構的納米復合材料,剝離型納米復合材料的特征是無XRD衍射峰,這或者是由于層狀硅酸百家樂註冊送現金鹽層間距太大,或者是層狀硅酸鹽片層完全無序,TEM可以觀測復合材料的形態,尤其是觀測層狀硅酸鹽片層完全無序的結構。除了上述兩種結構明確的納米復合材料外,另一類中間結構是介于插層型和剝離型納米復合材料之間,即同時存在插層結構和剝離結構,通常這種結構的復合材料的XRD衍射峰變寬,因此必需結合TEM來判斷百家樂現金版排名復合材料總體的結構。
制備納米復合材料的想法可以采用包含有原位復合等在內的各種想法。比年來,用原位復正當等制備納米復合材料已成為材料科學領域中一個對照新穎的課題。此中插層原位復正當是一種代表的原位復合想法,它是指在集合過程中,將集合物單體插入到粘土片層中間形成二維有序的納米復合材料的制備想法。由于納米級的粘土散開片層是在集合物集合過程中形成,因此也稱其為原位復合。由于納米復合材料的散開相與基體之間的界相面面積大,能把散開相和基體的功能充分結合起來,與基體材料比擬,功能大大提高。
由于納米粒子的顆粒尺寸很小,比外觀積很大,達100m2g左右,具有外觀效應、體積效應、量子尺寸效應、及宏觀量子隧道效應,再加上集合物具有密度低、強度高、耐侵蝕、易加工等諸多良好特性,使集合物納米復合材料展示出許多差異于集合物復合材料的特性。納米粒子不僅使集合物的強度、剛性、韌性百家樂平台得到了明顯的改良,而且由于其尺寸小、透光率好,可以增加塑料的密度,提高塑料的透光性、防水性、阻隔性、耐熱性及抗老性等性能特性。集合物基納米復合材料有以下特點:⑴與傳統共混物比擬質量較輕;⑵具有良好的氣密性,可重復加工利用;⑶具有較好的綜合功能包含有力學功能,耐溶劑性及熱不亂性等。
4聚烯烴粘土納米復合材料
在聚烯烴納米復合材料的研究中,以層狀硅酸鹽為散開相的研究最多,這是由于層狀硅酸鹽的插層化學已有深入的研究,同時層狀硅酸鹽又容易獲得,用于制備聚烯烴層狀硅酸鹽納米復合材料的層狀硅酸鹽屬于21型層狀硅酸鹽結構家屬,如蒙脫土MMT、水輝石、海泡石等。MMT的晶體結構如圖11所示。它們的結晶晶格是由一個鋁氧鎂氧八面體夾在兩個硅氧四面體之間靠共用氧原子而形成的層狀結構,每個結構單元厚度為1nm左右,長、寬從30nm至幾微米不等,層與層之間靠范德華力結合,并形成范德華溝又稱層空隙。由于21型層狀硅酸鹽部門晶胞中鋁氧八面體內的三價鋁被二價鎂同晶置換,晶片帶有電負性,因此在片層外觀吸附了陽離子,賠償多餘的負電荷以維持電中性。層狀硅酸鹽中所吸附的陽離子重要有Na+ 、Mg 2+ 、Ca 2+等,并可進行離子互換,由于層間作用力較弱,因此小分子容易插入層間。研百家樂體驗金申請究者們利用粘土具有納米晶層的優點,實現對集合物的增強。然而,粘土晶層之間存在較強的范德華力作用,通常場合下晶層凝結一體,不能體現納米特性。只有集合物插入層間、增大晶層間距,使粘土晶層均勻地散開于集合物中,從而制得納米復合材料。然而粘土晶層外觀呈親水性不能直接與熔融集合物插層,因此,必要對粘土進行有機改性。
研究表明,有機陽離子也可以通過離子互換進入層間。從而使親水的蒙脫石與多數集合物或單體有很好的相容性,這便是有機改性的過程。為了改良層狀硅酸鹽與聚烯烴的這種相容性,可以采用某些有機陽離子如烷基銨鹽或烷基磷鹽進行離子互換,有機化后的層狀硅酸鹽簡稱有機土內外外觀由親水性轉變為疏水性,減低硅酸鹽外觀能,從而與有機集合物具有更好的相容性,同時也能增大硅酸鹽的層間距。研究表明,層間距的增大水平取決于有機土本身的離子互換才幹以及插層劑烷基鏈的長度。插層劑在有機土里的結構重要有3種:單層擺列結構、雙層擺列結構以及斜立擺列結構。Vaia等通過監測不對稱CH2拉伸和彎曲振動頻率變化,發明插層鏈存在差異的有序度,通過分子動態模擬,給出了插層鏈的結構模子。
以粘土填充聚烯烴,有如下優點:
⑴粘土的含量一般僅為3%~5%,卻能使材料的物理力學功能有很大的提高,而傳統的增強填料如SiO2、碳黑等的填充量達20%~60%。
⑵粘土粒子具有各向異性的片狀形態及高度一致的結構,從而提高了塑料制品的溶劑和其他分子阻隔性。
⑶低應力前提下能提高塑料制品的尺寸不亂性。
⑷較高的熱變形溫度。
⑸納米蒙脫土熱塑料性聚烯烴復合物容易再生利用,其力學功能能夠在再生中得到提高。
⑹具有膠體性質的粘土微粒外觀,易化學修飾,能勝利地應用于染色、印刷和粘合等。
⑺具有抗靜電性和阻燃性。
⑻填料顆粒小,塑料制品的外觀加倍光潔。
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