聚合物共混改性原理纳米复合材料汇总.ppt

聚合物共混改性原理———— 聚合物纳米复合材料 纳米概念的形成 早期，石墨、炭黑中的颗粒 1959年，美国物理学家Richard Feynman提出“what would happen if we could arrange the atoms one by one the way we want them?” 20世纪70年代康乃尔大学C.G.Granqvist R.A.Buhrman 小组气相沉积制备纳米 20世纪80年代，原西德Gleiter首次制备金属纳米，提出纳米材料及其应用 1981年，IBM发明AFM和STM，推动纳米技术发展 20世纪80年代末期，日本丰田研究中心制得PA6/粘土纳米复合材料 蒙脱土的改性方法 人工钠化改型（悬浮液法、堆场钠化法、挤压法） 酸活化方法（干法活化工艺、湿法活化工艺） 插层剂的作用 利用离子交换的原理进入蒙脱土片层之间； 扩张片层间距； 改善层间的微环境； 使蒙脱土的内外表面由亲水性转化为疏水性； 增强蒙脱土片层与聚合物分子链之间的亲和性； 降低硅酸盐材料的表面能。 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料特点 需要填料体积分数少； 具有优良的热稳定性及尺寸稳定性； 性价比高。 Polymer layered Nanocomposites preparation In-situ intercalation polymerization to intercalate the monomer and then take advantage of the host’s oxidising properties to induce polymerization Polymer intercalation from solution Polymer melt intercalation to mix the polymer and layered silicate together and then heat the mixture above the glass transition temperature (softening point) of the polymer Exfoliation-adsorption Template synthesis 制备方法的改进 利用共聚物制纳米复合材料（PS、PMMA）； 利用聚合物催化剂制纳米复合材料（PS、PET）； 利用相容剂制纳米复合材料（PP）； 利用环状低聚物的开环聚合制纳米复合材料（PC）； 硬质环氧树脂纳米复合材料的制备（硬质环氧树脂）。 聚合物纳米复合材料的问题 无机相分布不规则； 无机相形态难控制； 存在界面问题； 分散方法需改进。 Kinetics of polymer melt intercalation Two steps for nanocomposite formation: Polymer transported from the agglomerate-polymer melt interface to the primary particles Polymer melt penetrate to the edges of the crystallites The first step is limiting step for polymer nanocomposites formation Thermodynamic analysis △F = F(h) - F(h0) = △E - T△S △F ＜ 0 indicate layer separation is favorable △F ＞ 0 implies the initial unintercalated state is favorable △S ≈ △S chain + △S polymer Influence factors of polymer intercalation Original properties of silicate Polymer architecture interaction between surface and polymer a. Organically modified layered silicates surface b. Adding a