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有机化蒙脱土与功能化石墨烯制备及性能研究

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:但蒙脱土是离子型化合物,极性较强,具有亲水疏油的特性;而高分子聚合物主要为共价聚合物,加之分子链较长、极性较弱。因此,天然蒙脱土与高分子聚合物的相容性及亲和力较差,难以直接插层复合。由于蒙脱土自身的阳离子交换特性,阳离子表面活性剂常被用作有机改性剂,通过离子交换的方式实现蒙脱土的有机改性,来达到蒙脱土在高分子聚合物中的均匀分散与良好相容。

有机化蒙脱土与功能化石墨烯制备及性能研究

蒙脱土具有独特的2∶1型晶体结构,较高的径厚比和较大的比表面积使其具有优良的各项性能,因此,近几十年来,聚合物/蒙脱土纳米复合材料得到广泛的应用研究。但蒙脱土是离子型化合物,极性较强,具有亲水疏油的特性;而高分子聚合物主要为共价聚合物,加之分子链较长、极性较弱。因此,天然蒙脱土与高分子聚合物的相容性及亲和力较差,难以直接插层复合。由于蒙脱土自身的阳离子交换特性,阳离子表面活性剂常被用作有机改性剂,通过离子交换的方式实现蒙脱土的有机改性,来达到蒙脱土在高分子聚合物中的均匀分散与良好相容。季铵盐阳离子表面活性剂是最常用的有机改性剂,但其相对较低的热稳定性限制了其与高熔点聚合物的熔融插层[72, 84, 88]。因此,不同种类的改性剂被用来改性修饰蒙脱土以满足较高的熔融插层加工温度[78-80]

石墨烯是单原子厚度的二维蜂窝状新型碳纳米材料,其独特的结构和极大的比表面积赋予其优异的力学强度、导电导热和阻隔性能等,但石墨烯片层呈惰性,化学稳定性极高,难以在水或有机介质中分散,严重限制了其应用范围,因此,也需要对石墨烯进行功能化修饰来提高石墨烯的可分散性和可加工性,使石墨烯能够在有机介质中良好分散,目前,石墨烯的功能化改性方法主要可分为共价键和非共价键功能化改性。(www.xing528.com)

本章采用三种不同的有机改性剂对蒙脱土进行有机改性,包括十六烷基三甲基溴化胺(CTAB),十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及自制的溴化1,3-二-十六烷基苯并咪唑(Bz),同时,也利用CTAB和Bz对多层石墨烯微片进行功能化修饰,并利用傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、热失重分析仪(TGA)及X射线衍射分析仪(XRD)对有机化改性的蒙脱土和功能化修饰的石墨烯进行测试表征。

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