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本文利用阳离子交换反应,研究了以蒙脱土(MMT)为代表的硅酸盐类粘土的插层过程,探讨了蒙脱土分散液体系的pH、插层剂用量及插层方式对插层效果的影响,通过XRD、FTIR及TG分析,结果证明了CTAC成功插入到蒙脱土片层间,得到了有机蒙脱土(OMMT)。
采用阳离子交换反应,以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)作为有机插层剂改性蒙脱土,然后采用原位自由基聚合方法,以醋酸乙烯酯(VAc)为反应单体,偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,将制得的OMMT复合到聚合物体系内,得到插层型的醋酸乙烯酯/蒙脱土(PVAc/MMT)纳米复合材料。考察了蒙脱土含量及引发剂含量对聚合反应转化率的影响,并研究了OMMT的加入对复合粒子表面形态、热学性能和粒度分布的影响。结果表明,聚合速率随着OMMT含量的增加而下降,随着引发剂浓度的增加而提高;纯PVAc呈光滑表面的球状形态,而PVAc/OMMT为具有粗糙表面的立方体形状颗粒;另外,复合粒子的粒度显著增大,分散性更好,然而,当粘土含量超过3wt%后,复合粒子的平均粒径开始下降,且粒度分布更广;TG分析结果表明复合材料的热学性能显著提高。
将所制备的PVAc/MMT纳米复合材料经氢氧化钠稀溶液皂化处理后得到聚乙烯醇/蒙脱土(PVA/MMT)纳米复合材料薄膜,利用SEM考察其结构,并进一步考察蒙脱土的添加量对PVA/MMT薄膜力学性能、透光性能和阻隔性能的影响。结果表明,PVA/MMT复合材料的表面比PVA的表面光滑;OMMT的加入使得复合材料薄膜的力学性能明显提高,但透光性能、吸水速率和吸水饱和度都较PVA有显著下降。