论文部分内容阅读
该论文探讨了聚合物/层状双氢氧化物(LDH)纳米复合材料的制备方法,并对其形貌结构、热稳定性、力学性能和光学性质等进行了表征.采用溶液插层、原位聚合和原位生成三种方法,制备了聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MA)/Mg<,3>Al LDH层离纳米复合材料、线性低密度聚乙烯(LLDPE)/Zn<,3>Al LDH层离纳米复合材料、聚丙烯酸甲酯(PMA)/Zn<,3>Al LDH插层纳米复合材料和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/Mg<,3>Al LDH插层纳米复合材料.主要研究内容包括:1.通过溶液插层的方法,将有机改性的Mg<,3>Al LDH在PE-g-MA二甲苯溶液中回流,PE-g-MA分子链可以插层进入片层之间,最终形成PE-g-MA/Mg<,3>Al LDH层离纳米复合材料.2.采用溶液插层的方法在非极性的LLDPE二甲苯溶液中将有机改性的Zn<,3>Al LDH(即Zn<,3>Al-DS)层离,并在随后的沉淀过程中获得了LLDPE/Zn<,3>Al LDH层离纳米复合材料,其中Zn<,3>Al-DS的含量可以高达20wt％.当Zn<,3>Al-DS的含量达到50wt%时,可以获得插层结构与层离结构共存的纳米复合材料.3.通过将丙烯酸甲酯(MA)单体在Zn<,3>Al-DS存在下原位本体聚合制备了PMA/Zn<,3>Al LDH插层纳米复合材料.MA单体聚合后,Zn<,3>Al-DS的层间距从2.63nm扩展到2.85nm.绝大部分的Zn<,3>Al-DS以插层结构存在,以3nm左右的层间距堆积,极少数片层会发生层离并无序地分散在PMA基体之中.插层结构使PMA/Zn<,3>Al LDH纳米复合材料的断裂强度有显著增强,从纯PMA样品的0.46MPa升高至3.81MPa,而断裂伸长率则维持不变.PMA/Zn<,3>Al LDH插层纳米复合材料的热稳定性比纯PMA有所提高.4.通过原位生成的方法制备了PMMA/Mg<,3>Al LDH插层纳米复合材料,其中Mg<,3>Al LDH(含DS离子)的含量高达33.9wt%.PMMA/Mg<,3>Al LDH插层纳米复合材料原始粉末的层间距为2.72nm,经过150℃、10MPa热压后,片材的层间距进一步扩展到2.99nm.PMMA/Mg<,3>AlLDH插层纳米复合材料粉末样品的热稳定性有显著提高.0.1mm的PMMA/Mg<,3>Al LDH插层纳米复合材料片材在可见光区域的透过率为75%左右,其光学透明性优异.