聚丙烯酰胺蒙脫土納米復(fù)合材料的制備和研究

食品科學(xué)論文編號:SP130  論文字數(shù):15543,頁數(shù):31

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 II
目錄 III
1  緒論 1
1.1  聚合物基納米復(fù)合材料 1
1.2  聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料 1
1.2.1  層狀硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特征及其表面修飾 2
1.2.2  蒙脫土結(jié)構(gòu)及其有機化處理 2
1.2.3  蒙脫土片層間距的測定方法 3
1.2.4  插層復(fù)合法納米復(fù)合材料的制備 3
2  實驗部分 5
2.1  試驗材料和試劑 5
2.1.1  硝酸銀溶液的配制 5
2.2  實驗儀器 5
2.3  蒙脫土的預(yù)處理 5
2.4  有機蒙脫土的制備 6
2.5  聚丙烯酰胺/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備 6
2.6  X射線衍射分析(XRD) 6
2.7  復(fù)合納米材料結(jié)構(gòu)分析 7
2.8  不同含量引發(fā)劑對納米復(fù)合材料的影響 7
2.9  膜制備方法的探索和嘗試 7
3  結(jié)果與討論 9
3.1  蒙脫土的結(jié)構(gòu)特點 9
3.2  蒙脫土的插層機理 9
3.3  有機蒙脫土在DMAC中的分散結(jié)果比較 10
3.4  X射線衍射分析(XRD) 10
3.4.1  改性時間對有機蒙脫土層間距的影響 11
3.4.2  改性溫度對有機蒙脫土層間距的影響 11
3.4.3  攪拌速率對有機蒙脫土層間距的影響 12
3.5  聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料對蒙脫土的技術(shù)要求 13
3.6  聚丙烯酰胺/蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能 14
3.6.1  聚丙烯酰胺/蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及表征 14
3.7  聚丙烯酰胺/蒙脫土微表面掃描電鏡分析 16
3.8  不同含量引發(fā)劑對納米復(fù)合材料的分析 17
3.9  膜制備方法的分析 17
4  總結(jié)和展望 18
4.1  總結(jié) 18
4.2  聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料應(yīng)用前景的展望 18
致   謝 20
參考文獻 21

摘 要：
聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料是目前新興的一類復(fù)合材料，在蒙脫土含量不高時，就能表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱性、及阻隔性等，因此這類材料在薄膜、食品包裝及電子、電器和汽車、飛機的零部件方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
本論文通過離子交換反應(yīng)，制備了有機蒙脫土。研究了不同條件對離子交換反應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，利用十六烷基三甲基溴化銨插層效果較好，層間距有較大幅度的增加。反應(yīng)最佳時間是4 h，攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分，80℃是最佳反應(yīng)溫度。
通過原位插層共聚法制備了剝離型的聚丙烯酰胺/蒙脫土納米復(fù)合材料。在聚丙烯酰胺/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備過程中首先采用了十六烷基三甲基溴化銨為插層劑對鈉基蒙脫土進行有機化處理，使蒙脫土層間距擴大,并采用TEM, XRD等手段對有機蒙脫土的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)進行了表征。

Abstract:
Polymer /MMT nanocomposite is a new class of material. They can attain excellent mechanical properties, thermal stability and   barrier properties at lower clay content. Their potential applications include film, food packing, components in electrical parts, automobile and airplane.
In this thesis, The organic montmorillonite is prepared by ion-exchange reaction at the interlayer surfaces of Na-montmorillonite.The influences of different parameters on the ion-exchange reaction are studied.The results imply that it is easier to intercalate polyacrylamide melt into montmorillonite interlayer and to increase the interlayer distance of montmorilIonite by the hexadecyl trimethyl ammonium bromide (HTAB).The bset time of reaction time is four hour,the speed of mix round is 300 r/min ,and 80 degree centigrade is the best temperature of reaction.
Exfoliated polyacrylamide /montmorillonite nanocomposite was prepared by in-situ intercalation and copolymerization. HTAB was used to modify Na-montmorillonite (Na-MMT) and the interlayer spacing of MMT was increased by the HTAB. The structure of organic MMT obtained was then characterized by XRD and TEM.

關(guān)鍵詞：聚丙烯酰胺；蒙脫土；插層；納米復(fù)合材料
Keywords：polyacrylamide;  montmorillonite;  intercalation;  nanocomposite