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凹凸棒土(AT)是一種具有層鏈狀過(guò)渡結(jié)構(gòu)，以含水富鎂硅酸鹽為主要成分的粘土礦物。AT棒晶獨(dú)特納米纖維狀結(jié)構(gòu)，決定其可以作為高分子材料的優(yōu)良增強(qiáng)劑。如果能以納米級(jí)單晶的形式在聚合物基體中分散，可顯著提高聚合物的力學(xué)性能和耐熱性能。但將AT制備成納米級(jí)之后，粒子表面積增大，表面能升高，易產(chǎn)生“團(tuán)聚”現(xiàn)象。此外，AT表面呈親水性，適用于極性體系;若將其加入到非極性高聚物中，則易團(tuán)聚，甚至?xí)绊憦?fù)合材料的力學(xué)性能。
為了解決AT在聚合物基體中的分散和結(jié)合問(wèn)題，本文選擇兩種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)AT進(jìn)行表面改性，并制備了一系列AT/聚合物，即AT/聚苯乙烯(PS)和AT/環(huán)氧樹(shù)脂(EP)納米復(fù)合材料，并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試和表征。主要取得了以下結(jié)果:
1討論了超聲處理時(shí)間對(duì)AT粒徑分布和AT水懸浮液流變性能的影響，確定了超聲處理使其以棒晶形式分散的最佳時(shí)間范圍，為后期在溶劑環(huán)境（硅烷偶聯(lián)劑）中通過(guò)超聲法對(duì)其進(jìn)行表面改性提供了參考條件;
2采用硅烷偶聯(lián)劑KH560和KH570對(duì)AT進(jìn)行表面處理，并通過(guò)FTIR、接觸角、沉降法以及TGA等測(cè)試方法對(duì)改性AT表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析。證明了偶聯(lián)劑法是一種有效的化學(xué)改性方法;
3通過(guò)原位聚合的方法制備了KH570AT/PS納米復(fù)合材料，SEM測(cè)試顯示了粒子在PS基體中良好的分散性。TGA和DSC結(jié)果表明，復(fù)合材料中KH570AT參與到了苯乙烯(St)單體聚合反應(yīng)中，增大了聚合物的交聯(lián)密度，對(duì)于PS基體熱學(xué)性能的改善程度明顯大于未改性AT;
4AT經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑KH560表面修飾后，在EP基體中的分散狀態(tài)大大改善;相對(duì)純EP樹(shù)脂，共混制備的KH560AT/EP納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能均有所提高。尤其是含量3％(wt)的樣品拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率均達(dá)到最大，熱穩(wěn)定性也大大改善。

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    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒土 硅烷偶聯(lián)劑 表面改性 聚苯乙烯 環(huán)氧樹(shù)脂
    作者：
    孫巖巖
    學(xué)位授予單位：
    東華大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專(zhuān)業(yè)：
    材料學(xué)
    導(dǎo)師姓名：
    陳大俊
    學(xué)位年度：
    2010
    語(yǔ)種：
    中文
    分類(lèi)號(hào)：
    TB383 TB332
    在線(xiàn)出版日期：
    2014年09月17日