原位插層硅樹脂-蒙脫土納米復合材料的制備及性能.pdf

1、有機硅樹脂具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、電絕緣性能、憎水性和耐候性能，但耐溶劑性和力學性能等方面存在著不足，限制了其應用范圍。本研究采用溶液插層原位聚合法，利用有機蒙脫土對硅樹脂進行改性，提高硅樹脂阻隔性能和耐高溫性能的同時，還可改善硅樹脂力學性能。
　　 首先通過離子交換，將十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)插層進入鈉基蒙脫土(Na-MMT)片層中，制備有機蒙脫土(OMMT)，用X射線衍射(XRD)對鈉基蒙脫土和有機蒙脫土進行了測定，結果

2、表明：CTAB插層進入了蒙脫土的片層之間，顯著增加了蒙脫土的層間距。
　　 采用超聲波技術，原位插層聚合制備了甲基苯基硅樹脂/有機蒙脫土納米復合材料。利用XRD，掃面電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)等方法研究了復合材料內部結構以及超聲波時間對蒙脫土分散性影響。結果表明：蒙脫土片層間距隨著超聲波時間增加而增加，當超聲波時間低于20min時，有機蒙脫土片層以有序的插層型存在，形成插層型聚合物/蒙脫土納米復合材料(PLSN)；超聲波

3、時間大于30min時，有機蒙脫土片層被剝離，無序地分散在硅樹脂基體中，形成剝離型聚合物/蒙脫土納米復合材料。
　　 取超聲波時間15min和30min，原位插層聚合制備插層型與剝離型甲基苯基硅樹脂/有機蒙脫土納米復合材料。利用XRD、TEM、SEM研究了兩種復合材料內部結構以及蒙脫土分散情形。結果顯示成功制備了插層型與剝離型的甲基苯基硅樹脂/有機蒙脫土納米復合材料。對兩種類型的甲基苯基硅樹脂/有機蒙脫土納米復合材料進行了硬度、沖

4、擊強度、拉伸強度、壓縮強度，耐熱性能測試。結果表明：添加蒙脫土的復合材料的阻隔性能，力學性能都有了很大提高。純硅樹脂耐高溫性能較差，500℃時熱失重超過25％，而添加OMMT質量分數為8％的復合材料在700℃時，插層型熱失重為22.5％，剝離型的為23.5％；復合材料耐水性能隨著蒙脫土含量提高而下降，添加4％的OMMT，插層型與剝離型吸水率分別為0.7687％與2.802％，比純硅樹脂降低了10倍和3倍，且插層型復合材料阻隔性能優(yōu)于剝離

5、型復合材料。OMMT質量分數為6％時，沖擊強度和拉伸強度最好，插層型與剝離型的沖擊強度分別為1.5932kJ/m2和1.6957kJ/m2，比純硅樹脂分別提高了7.45％和14.4％；插層型與剝離型復合材料拉伸強度分別為7.021MPa與6.264MPa，都約為純硅樹脂的5倍。當OMMT質量分數為4％時，兩種類型復合材料的抗壓縮強度最大分別為10.232MPa和11.503MPa，都約為純硅樹脂的4倍。當OMMT質量分數為10％時，插層