蒙脱石纳米复合材料的性能及显微结构.pdf

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第16卷第12期
中国矿业
Vol 16, No 12
2007年12月
CHINA MINING MAGAZINE
December 2007
聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料的性能及显徽结构
张秀英
(山东理エ大学材料科学与工程学院,山东淄博255049)
摘要:采用十六烷基三甲基溴化胺对蒙脱石进行改性,并将其嵌入到蒙脱石的片层中,再与聚丙
烯熔融插层制备內烯/蒙脱石纳米复合材料。讨论了纳米复合材料的力学性能与改性蒙脱石加入量之
间的关系,通过扫描电子显微镜及Ⅹ射线研究复合材料的结构特性。结果表明,复合材料的冲击强度大
大提高,冲击断口显示出较强的韧性断裂的特征。复合材料的类型为插层-剥离型
关键词:蒙脱石;纳米复合材料;显微结构;冲击强度
中图分类号:TB383文献标识码:B文章编号:1004-4051(2007)12-0126-03
Properties and microstructures of polypropylene/montmorillonite nanocomposite
ZHANG X
( College of Material Science and Engineering. Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)
Abstract: Hexadecyl trimethy! ammonium bromide(HTAB)was interalated inte the layered montmo
rillonite, and then blended with polypropylene so as to prepare the polypropylene /montmorillonite nano
composite. The relationship between ratio of material and the mechanics performance of composite also dis
cussed. The structural characteristics of the composites were studiesd by means of scanning electron mi-
croscopy, wide angle x-ray diffraction. The results indicated that the impact strength of composites was in
creased greatly, the characteristics of the fracture is tough. The type of composites was interalated
stripped.
Key words: montmorillonite; nanocomposite; microstructures; impact strength
聚丙烯是一种性能优良的通用塑料,被广泛的射线分析复合材料的物相组成;利用扫描电镜研究
用于汽车、电器、化工等行业。但由于成型收缩率复合材料冲击断衝的显微结构特征。
较大(1.0%~2.5%)、脆性及低温抗冲击性能较1试验
差,因此大大限制了它的应用。
改性蒙脱石的制备
利用层状无机物所具有的特殊结构,通过层间
取一定量钠基蒙脱石,按1:10的固液比加入
改性,使聚合物嵌人到无机物纳米层间而形成有机蒸馏水制成矿浆,按蒙脱石质量的20%加入十六
/无机纳米复合材料。由于纳米尺度效应,将无机烷基三甲基溴化铵,在75℃的恒温水浴中搅拌
物的热稳定性、刚性及尺寸温度性与聚合物的韧2h,然后洗涤、抽滤、烘干、研细、过325目筛,
性、加工性及介电性能完美的结合在一起,从而获放在干燥器中待用。
得优异的性能。蒙脱石在复合体系中的插层或剥离1.2聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料的制备
程度以及复合材料的微观结构形态,对复合材料的
以聚丙烯为基体,以改性蒙脱石为增强体,采
最终性能都会产生影响。因此,对聚丙烯/蒙脱石用熔融插层法制备纳米复合材料。改性蒙脱石的用
纳米复合材料的微观结构进行研究和表征,对于掌量见表1。首先用高速混合机将改性蒙脱石与聚丙
握聚丙烯/蒙脱石的复合机理、指导其制备工艺以烯粉料混合均匀,然后用双螺杆挤出机将混合好的
及控制最终产品的性能等,都有十分重要的意义。
物料挤出、造粒,再将粒料放在干燥箱中干燥,最
本文着重对复合材料的性能进行分析,通过X后用注塑成型机将粒料注塑加工成为标准样条
1.3聚丙烯/蒙脱石纳米复合材料的力学性能表征
收稿日期:2007-08-15
用WDW3100电子万能试验机测试样品的抗