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高分子/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料由于其獨(dú)特的性能已經(jīng)引起人們廣泛的研究興趣，而且也成為將來(lái)材料的研究熱點(diǎn)之一。它克服了單一材料和傳統(tǒng)復(fù)合材料性能上的缺陷，使材料既具有無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)(如剛性、高熱穩(wěn)定性和特殊的光電磁性能等)，而且具有高分子材料的優(yōu)點(diǎn)(如彈性、介電性、延展性和可加工性能等)，但是納微米材料在高聚物基體中的分散程度直接影響復(fù)合材料的性能，所以，實(shí)現(xiàn)納米顆粒的均勻分散成了研究的難點(diǎn)。 本文圍繞納米材料的表面處理及其在高聚物基體中的應(yīng)用這一主題，主要選取了本體材料(PA6)和兩種無(wú)機(jī)材料(凹凸棒土和超細(xì)紅磷)來(lái)制備納米復(fù)合材料，主要開(kāi)展了以下幾方面的工作： 1、著重研究了十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和十二烷基磺酸鈉(SDS)改性凹凸棒土的改性效果，結(jié)果表明兩種表面活性劑并不能進(jìn)入凹凸棒土的層間，不能擴(kuò)大其層間距，只能以吸附的方式附著在凹凸棒土的表面，但經(jīng)過(guò)其處理后凹凸棒土表面性質(zhì)得到了很大的改善，在有機(jī)介質(zhì)中表現(xiàn)出良好的分散性。研究不同pH值下凹凸棒土對(duì)十二烷基磺酸鈉(SDS)的吸附效果，實(shí)驗(yàn)證明酸性條件能夠減少硅酸鹽雜質(zhì)，pH=7時(shí)吸附達(dá)到最佳。 利用熔融共混的方法制備聚酰胺6/有機(jī)化凹凸棒土納米復(fù)合材料。對(duì)所制備材料的結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、結(jié)晶性能、熱性能、阻隔性能等進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)有機(jī)化凹凸棒土對(duì)聚酰胺6有明顯的增強(qiáng)作用，凹凸棒土與聚酰胺6之間形成氫鍵，但并不改變聚酰胺6的晶型。與層狀無(wú)機(jī)粘土相似，纖維狀有機(jī)化凹凸棒土填充的聚酰胺6納米復(fù)合材料具有一定的阻燃性能。通過(guò)流變學(xué)研究，進(jìn)一步揭示其結(jié)構(gòu)-性能之間的相互關(guān)系，高分子鏈運(yùn)動(dòng)由于凹凸棒土的添加受到限制，在宏觀上性能上表現(xiàn)為熱學(xué)和機(jī)械性能的增強(qiáng)。 2、用氫氧化鎂和酚醛樹(shù)脂分別對(duì)紅磷進(jìn)行無(wú)機(jī)和有機(jī)包覆，研究了反應(yīng)條件對(duì)包覆結(jié)果的影響。通過(guò)在水溶液中形成沉淀或高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠，使紅磷表面形成緊密、牢固的凝膠包覆層。通過(guò)XPS、TG、DTA等測(cè)試表明：微膠囊化紅磷表面P含量大大減少、自燃溫度上升將近100℃。而且經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂改性后的紅磷粉末，其表面張力與高聚物的界面張力均有不同程度的下降，改善了無(wú)機(jī)相與有機(jī)相的相容性，有利于微膠囊超細(xì)紅磷在樹(shù)脂基體中的應(yīng)用。 對(duì)聚酰胺6/微膠囊紅磷進(jìn)行了阻燃和機(jī)械性能方面的研究，測(cè)試表明：添加紅磷可以大大提高聚合物的氧指數(shù)，添加量為15時(shí)就能符合UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)，而機(jī)械性能影響不大。

    doi：
    10.7666/d.y1367515
    關(guān)鍵詞：
    納米復(fù)合材料 凹凸棒土 微膠囊紅磷 改性技術(shù) 表面處理 制備方法
    作者：
    楊福興
    學(xué)位授予單位：
    南京理工大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    材料學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    劉孝恒
    學(xué)位年度：
    2008
    語(yǔ)種：
    中文
    分類號(hào)：
    TB332 TB383
    在線出版日期：
    2009年01月15日