蒙脱土纳米复合材料结构与性能的研究

【蒙脱土纳米复合材料结构与性能的研究】 聚合物/蒙脱土纳米复合材料是当前材料科学领域的研究热点，尤其因为其独特的结构和卓越的综合性能。本文专注于ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）/蒙脱土纳米复合材料的研究，涉及材料的制备方法和性能评估。 1. 直接法制备纳米复合材料：通过直接法，研究者制备了ABS与未经改性和有机改性蒙脱土的复合材料。X-射线衍射法（XRD）显示，有机改性蒙脱土（O-MMT）在ABS基体中的层间距显著增大，达到3.48nm，这表明蒙脱土片层已成功插入ABS分子间，形成插层结构。比较了不同蒙脱土含量对复合材料的力学、加工和燃烧性能的影响。 2. 功能母料法制备：使用溶液法和熔融法制备了蒙脱土功能母料（FMMT和RMMT）。正交实验设计法优化了FMMT的最佳制备条件，所得母料与ABS共混，制得的纳米复合材料表现出更优的力学性能，如拉伸强度（在2%蒙脱土含量时达到52.2MPa）和弯曲强度（在1%含量时达到120.2MPa）。各种表征技术如IR、TEM、XRD、DSC和TG揭示了功能母料制备的纳米复合材料具有良好的蒙脱土分散性，提高了耐热性。 3. 新型功能化方法：通过酯化反应成功接枝丙烯酸到ABS大分子链上，制备出新型功能化蒙脱土（AMMT）。进一步通过熔融共混法制备了ABS/AMMT纳米复合材料，研究了AMMT中蒙脱土含量对材料结构和性能的影响。 4. 无卤阻燃性能：将Mg(OH)2和膨胀阻燃剂(IFR)加入ABS/FMMT体系，制备了无卤阻燃纳米复合材料。探究了阻燃剂含量对燃烧性能、力学性能和加工性能的影响，并通过SEM观察了阻燃剂对复合材料微观结构的改变。 该研究深入探讨了蒙脱土纳米复合材料的结构设计和性能优化，为开发高性能、环保的聚合物复合材料提供了理论基础和技术支持。通过不同的制备策略，可以实现对复合材料性能的精细调控，以满足不同应用领域的需求。未来的研究可能集中在提高材料的阻燃效率、力学性能和环境稳定性，以及开发更多新型功能性纳米复合材料。