納米粘土材料

1、粉體材料的粒度分類：超細(xì)粉體材料：平均粒度為1-10微米的亞超細(xì)(或亞微米)粉體：平均粒度為1-0.1微米的納米粉體材料：平均粒度為1-100納米，1。PPT研究與交流，納米復(fù)合材料的概念，納米復(fù)合材料：納米量級(jí)(1-100納米)的一維分散相的復(fù)合材料。零維納米材料：三維納米尺度，球形一維納米材料：二維納米尺度，管狀二維納米材料：一維納米尺度，片狀，2，PPT學(xué)習(xí)和交流，納米材料的兩個(gè)重要特性，尺寸效應(yīng)：至少一維在1-100納米范圍內(nèi)，突變效應(yīng)：尺寸小到一定程度，其性能突然變化，3，PPT學(xué)習(xí)和交流，與納米顆粒的尺寸，4，PPT學(xué)習(xí)和交流，天然納米礦物材料， 蛋白石：孔徑為5-20納米、比表面

2、積為277.3平方米/克的納米介孔材料；溫石棉：纖維直徑為16-56納米、比表面積為50-100平方米/克的石墨：經(jīng)物理或化學(xué)分散后，可制成納米石墨蒙脫石粘土礦物、球形粘土沸石、海泡石、硫酸石等具有納米孔道的天然納米結(jié)構(gòu)材料； 5.PPT研究和交換，納米粘土復(fù)合材料，由分散在有機(jī)基質(zhì)(橡膠或塑料聚合物)中的粘土薄片制成的復(fù)合材料；6.蒙脫土晶體微結(jié)構(gòu)的PPT研究與交換、透射電鏡照片；7.PPT研究與交換，基質(zhì)中粘土片層的幾種分散情況，8。PPT研究交換，納米粘土/聚合物復(fù)合材料的透射電子顯微鏡照片，9。PPT研究交流，聚合物層狀硅酸鹽復(fù)合材料(PLS):康奈爾大學(xué)的Giannelis和Pinn

3、avaia，賓夕法尼亞大學(xué)，陶氏化學(xué)公司，日本豐田開發(fā)中心，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所，北京化工大學(xué)。粘土/塑料聚合物納米復(fù)合材料：粘土/橡膠聚合物納米復(fù)合材料：納米粘土復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀，10，PPT研究與交換，聚合物/粘土納米復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)，(1)重量輕，性能非常高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)小(3%5%)，(2)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性；(3)力學(xué)性能優(yōu)于纖維增強(qiáng)聚合物體系，可以在二維方向上增強(qiáng)。(4)優(yōu)異的阻隔性能；(5)納米蒙脫土/熱塑性聚烯烴復(fù)合材料易于回收，再生過(guò)程中可提高其力學(xué)性能。(6)抗靜電和阻燃；(7)填料顆粒小，塑料制品表面更光滑。11，PPT研究和通訊，粘土納米復(fù)合材料對(duì)氣體的阻隔性能，1

4、2，PPT研究和通訊，納米粘土在液晶材料中的應(yīng)用，13，PPT研究和通訊，溶膠-凝膠插層和共混填充。14.在聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯的研究和交換中，溶膠-凝膠法是從R-Si(OCH3)3反應(yīng)物開始的，其中R是可聚合的單體。無(wú)機(jī)相是通過(guò)-硅(OCH3)3基團(tuán)的水解和縮合形成的塊狀硅酸鹽，而有機(jī)相是通過(guò)R-聚合形成的聚合物。有機(jī)-無(wú)機(jī)相通過(guò)碳硅共價(jià)鍵連接，具有更小的粒徑和更均勻的納米粒子分散度。然而，合成步驟復(fù)雜，并且?guī)缀鯖](méi)有選擇納米材料和有機(jī)聚合物材料的空間。15、PPT學(xué)習(xí)交換，插層法是制備有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的重要方法。這種方法可以獲得單分散的納米片層復(fù)合材料，易于工業(yè)化生產(chǎn)。然而，可供選擇的

5、納米前體材料很少，僅限于幾種層狀硅酸鹽，如蒙脫石粘土。16、PPT學(xué)習(xí)與交流、晶體層中有機(jī)大分子的幾種排列、17、PPT學(xué)習(xí)與交流、不同有機(jī)分子、不同溶脹間距的蒙脫土晶體層、18、PPT學(xué)習(xí)與交流、共混法是混合納米粉體和聚合物粉體最簡(jiǎn)單、最方便的方法，但所制備的復(fù)合材料遠(yuǎn)未達(dá)到納米分散水平，僅屬于微復(fù)合材料。原因是當(dāng)填料的粒徑減小到10.1m時(shí)，顆粒的表面能很大，顆粒間的自聚合現(xiàn)象非常明顯，現(xiàn)有的共混技術(shù)難以獲得納米級(jí)的均勻共混，現(xiàn)有的界面改性技術(shù)難以完全消除填料與聚合物基體間的界面張力。19、PPT的研究和交流，填充方法仍處于發(fā)展的早期階段，其優(yōu)點(diǎn)是納米材料和基體高分子材料有很大的選擇空間，

6、并且納米材料可以任意組合和分散。20，PPT學(xué)習(xí)交流，用于制備聚合物-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的無(wú)機(jī)材料包括層狀硅酸鹽礦物、層狀化合物、金屬粉末和各種無(wú)機(jī)氧化物。目前，二氧化硅、二氧化鈦和碳化硅等無(wú)機(jī)氧化物在制備粉體材料方面已經(jīng)相當(dāng)成熟。在聚合物-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料中，粘土作為無(wú)機(jī)相仍然占有很大比例。粘土主要由粘土礦物組成。大多數(shù)粘土礦物是層狀水合硅酸鹽。層狀硅酸鹽作為納米前驅(qū)體的層狀尺度通常在1100納米之間。因此，層狀硅酸鹽本身是一種“天然納米”結(jié)構(gòu)，是設(shè)計(jì)和制備有機(jī)聚合物-無(wú)機(jī)粘土納米復(fù)合材料的基礎(chǔ)。所得的納米復(fù)合材料比基體聚合物高得多，因此成為世界范圍內(nèi)的研究和開發(fā)熱點(diǎn)。21，PPT學(xué)會(huì)交流，層

7、狀硅酸鹽礦物是由層間可交換陽(yáng)離子的靜電作用形成的層狀結(jié)構(gòu)，層間可交換陽(yáng)離子可以與其它有機(jī)陽(yáng)離子發(fā)生離子交換反應(yīng)以增加層間間距，然后單體或有機(jī)聚合物插入層間以形成納米復(fù)合材料。層狀硅酸鹽礦物(蒙脫土)的結(jié)構(gòu)特征，22，PPT的研究和交換，層狀硅酸鹽礦物用于制備納米復(fù)合材料應(yīng)具有以下特殊性能：完全分散的晶體層，其高徑比為1000，具有扭曲、缺陷和斷裂的鍵，形成更多的端面，導(dǎo)致較高的物理化學(xué)活性和顯著的吸附性能；粘土的純度。有效層狀硅酸鹽片層含量較高；粘土的表面化學(xué)特性可以通過(guò)有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)金屬離子的離子交換反應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)，使粘土表面由親水變?yōu)橛H油，與有機(jī)聚合物客體有很強(qiáng)的親和力，嵌入客體不易分離；粘土具有良好的穩(wěn)定性。用于插層的粘土是一種沒(méi)有氧化還原性質(zhì)的惰性物質(zhì)。插入層間的有機(jī)可聚合單體的聚合反應(yīng)和插層復(fù)合材料的加工可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)