聚丙烯酸酯/蒙脱土复合材料的合成与表征

论文摘要

聚合物／蒙脱土纳米复合材料是一种新型的复合材料,因其综合性能优异而备受人们关注。本文的主要内容是通过选择铜和镍的超常价态金属离子作为引发剂,制备了聚甲基丙烯酸甲酯／蒙脱土纳米复合材料和聚丙烯酸甲酯／蒙脱土纳米复合材料,并对其结构与性能进行表征,实验表明单体确实接枝到了蒙脱土的片层上,得到了聚合物／蒙脱土纳米复合材料。第一章,主要是对蒙脱土的结构、改性剂的种类、聚合物／蒙脱土纳米复合材料的种类、改性技术、优点、应用前景以及超常价态金属引发剂的发展状况进行了综述。第二章,主要介绍了聚丙烯酸甲酯／蒙脱土纳米复合材料的制备过程。在碱性条件下,以二羟基二过碘酸合镍[Ni（Ⅳ）]钾为引发剂,实现了丙烯酸甲酯与有机蒙脱土间的接枝共聚合反应。研究了温度、时间、引发剂浓度、酸碱度和丙烯酸甲酯与有机蒙脱土质量比等反应条件对接枝参数的影响,通过红外光谱、X光衍射、热重分析和差示扫描量热仪等手段对接枝共聚物的结构进行了表征。最终找到最佳反应条件,得到了高接枝率的目标产物。第三章,重点介绍了聚甲基丙烯酸甲酯／蒙脱土纳米复合材料的制备过程,即以Cu（Ⅲ）为引发剂在碱性条件下的接枝共聚合,研究了各种反应条件对接枝参数的影响。通过热重分析和X光衍射等手段可以证明PMMA-g-OMMT的热稳定性有所增加而且层间距变大。红外光谱可以表明聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）接到了有机蒙脱土（OMMT）的片层上。提出了单电子转移机理来说明接枝共聚物PMMA-g-OMMA的制备过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 综述
• 1.1 聚合物/层状硅酸盐复合材料研究进展
• 1.1.1 聚合物/层状硅酸盐复合材料的简介
• 1.1.2 蒙脱土的结构特性及其改性
• 1.1.3 蒙脱土有机化改性的意义、方法
• 1.1.4 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的改性技术
• 1.1.5 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的类型
• 1.1.6 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的性能
• 1.1.7 应用前景
• 1.2 高价态过渡金属铜[Cu（Ⅲ）]和镍[Ni（Ⅳ）]离子的研究现状及发展
• 1.3 本论文的研究内容
• 第2章 Ni（Ⅳ）离子引发丙烯酸甲酯与有机蒙脱土的接枝共聚合反应
• 2.1 实验
• 2.1.1 原料
• 2.1.2 设备
• 2.1.3 接枝共聚物的制备
• 2.1.4 接枝参数的计算公式
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 自由基的形成和引发聚合机理
• 2.2.2 反应条件对接枝参数的影响
• 2.3 结构表征
• 2.3.1 红外光谱
• 2.3.2 X光衍射
• 2.3.3 差示扫描量热和热重分析
• 2.4 结论
• 第3章 Cu（Ⅲ）引发接枝聚合反应制备PMMA/OMMT复合材料
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 仪器设备
• 3.1.3 PMMA-g-OMMA的制备
• 3.2 结果与结论
• 3.2.1 不同反应条件对接枝参数的影响
• 3.2.2 PMMA-g-OMMT的表征
• 3.2.3 自由基的形成和OMMT纳米复合材料的制备过程
• 3.2.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表及待发论文