燃性产生主要原因是由于硅酸盐层状起到了隔热作用，方面阻止了氧气向内部扩散，另方面阻止聚合物分子链降解产生可燃性小分子向燃烧界面迁移。表聚合物纳米复合材料优缺点对各种气体分子阻隔性是纳米复合材料与传统复合材料相比较为显著性能其根本原因是高宽厚比粘土层状对扩散气体或液体分鐾壑!坠茎些圭塑鲞里鱼堑垫查墨壁堂翌塑子阻滞作用，增加了分子透过时扩散路径。如图所示幽。图纳米复合材料增加气体分子透过路径理想化模型蟾聚合物蒙脱土纳米复合材料形成机理聚合物层状硅酸盐纳米复合材料形成机理主要是基于硅酸盐矿物天然纳米层状结构。层状硅酸盐层状空间是制各聚合物层状Ⅱ青岛科技大学研究生学位论文引言第章聚氨酯蒙脱土纳米复合文献综述纳米尺度是，个“物质之间相互作用”要比物质本身还要重要尺度。纳米尺度研究重点是纳米材料与纳米技术，二者密不可分。由于纳米微粒尺寸小比表面积大表面能和表面张力随粒径下降急剧增大，表现出小尺寸效应表面效应量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等效应，使材料拥有许多不同于常规材料新奇特性，为常规材料改性研究增添了新方向。另方面，随着科学技术发展，人们对新材料提出要求也越来越苛刻，单组份材料往往难以符合预期功能要求。为此，人们常将两种或两种以上异质异形异性材料利用特定工艺制备新型复合材料，这已成为开发高性能材料重要途径。客观说，材料复合化是当今材料行业发展重要趋势”。复合可以理解为微观尺度上切体系相互作用。现代材料科学引用复合概念主要相对于异相不同物质组成体系之间组合。国际标准化组织对复合材料定义为由两种或者两种以物理和化学性质不同物质组合而成种多相固体材料。复合材料中，通常有相为连续相，称为基体材料。而另相为分散相，称为增强材料。如聚氨酯蒙脱土纳米复合材料就是以聚氨酯高分子为连续相，蒙脱士纳米级层状硅酸盐作为增强材料进行复合所得到复合材料。传统复合材料是用微米级颗粒晶须纤维等作为填料提高材料力学性能，纳米技术出现则为新型复合材料制各提供了全新平台。纳米效应是因为物质聚集形态发生了变化而导致相应性能发生变化。对纳米复合材料而言，大部分纳米效应是复合体系各单独组分所不具有效应，也就是说，只有经过纳米复合组装后才产生了纳米效应。纳米复合材料是指分散相尺度至少有维小于啪复合材料。与传统材料相比，由于纳米分散相特有纳米效应，使得纳米复合材料在力学热学电学和光学等方面具有无可比拟潜在优势和应用前景。聚合物纳米复合材料，是以聚合物为基体，以各种无机纳米填料为分散相有机无机纳米复合材料又称为有机无机杂化材料。含有纳米单元相纳米复合材料通常以实际应用为直接目标，是纳米材料工程重要组成部分。其中，聚合物纳米复合材料由于高分子基体能抑制纳米单元氧化和团聚特性，使体系具有较高长效稳定性，能充分发挥纳米单元特异性能，因而受到研究人员广范重视。目前，在聚合物纳米复合材料领域研究最鍪量墅茎堕圭丝鲞墨盒堑垫查墨壁丝堕茎活跃是聚合物层状硅酸盐，纳米复合材料。聚合物层状硅酸盐纳米复合材料及其研究现状聚合物层状硅酸盐纳米复合材料优缺点聚合物层状硅酸盐纳米复合材料是以天然层状硅酸盐粘土作为填料，粘土被视为巨大无机聚合物分子，在聚合物基体中分散为纳米尺度层状结构。粘土纳米复合效应使聚合物在力学热性能光学性能阻燃性以及气体阻隔性等方面获得优良性能。聚合物粘土纳米复合材料优点如下明显改变体系各种物性如热变形温度热分解温度结晶性能力学性能功能性等。资源节约型复合采用主原料有机聚合物和无机粘土等，不需要使用或合成新型物质，是资源节约型复合基本不改变原有工艺路线纳米复合并不要求彻底改变原有聚合物工艺路线。这特征使得纳米复合工艺旦获得突破，将率先获得工业化生产。自从世纪年代末期本丰罔研究中等人报道了聚酰胺，层状硅酸盐纳米复合材料以来，迄今为止，这领域研究已经取得了长足进展。相继报道了聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯酸酯，聚乙烯，环氧树脂聚氯乙烯，聚氨酯为基体多种聚合物蒙脱土纳米复合材料。现将学术界对聚合物纳米复合材料优点及缺点研究结论归纳如下，见表”。从表中看出，通过纳米复合化，纳米复合材料性能如力学性能热性能功能性成型性及其它性能均比单基体材料显示出定程度变化。显著力学性能主要表现在具有极低硅酸盐填充量同时获得显著提高弹性模量断裂强度断裂伸长率和动态力学性能鲫。与常规填料填充复合材料相比，该类材料获得优良性能主要原因是由于它纳米分散相蒙脱土硅酸盐层状厚度仅为左右，而长和宽分别达纳米以上，具有较大宽厚比，形成复合材料具有极高增强界面。纳米复合材料表现出来热性能不仅在于提高材料玻璃态转化温度和热变形温度和热分解温度，更有意义是它还能显著延迟火焰燃烧过程。材料热稳定性通常用热分析，来表征。例如在尼龙蒙脱土纳米复合材料研究中发现，在蒙脱土含量为时热变形温度青岛科技大学研究生学位论文为，比纯尼龙提高。“。纳米复合材料阻燃性引起了科学家们研究兴趣。研究发现纳米复合材料在燃烧时热量释放速率，氓比纯基体减少了，从而延迟了火焰燃烧过程。在另研究刎中发现，热稳定性和阻燃性产生主要原因是由于硅酸盐层状起到了隔热作用，方面阻止了氧气向内部扩散，另方面阻止聚合物分子链降解产生可燃性小分子向燃烧界面迁移。表聚合物纳米复合材料优缺点对各种气体分子阻隔性是纳米复合材料与传统复合材料相比较为显著性能其根本原因是高宽厚比粘土层状对扩散气体或液体分鐾壑!坠茎些圭塑鲞里鱼堑垫查墨壁堂翌塑子阻滞作用，增加了分子透过时扩散路径。如图所示幽。图纳米复合材料增加气体分子透过路径理想化模型蟾聚合物蒙脱土纳米复合材料形成机理聚合物层状硅酸盐纳米复合材料形成机理主要是基于硅酸盐矿物天然纳米层状结构。层状硅酸盐层状空间是制各聚合物层状，孙宝歧，吴善，梁志标等，非金属矿深加上，北京冶金工业出版社李绍雄，刘益军，聚氨酯树脂及其应用，北京化学工业出版社，。耿耀宗，现代水性涂料，北京中国石化出版社，。，张玉龙，高树理，纳米改性剂，北京国防业出版社鐾壑塑!茎壁圭塑鲞堑鱼堑垫查墨竺!!塑壅”继盛，漆宗能张树范，高分子学报，,蛐,加“，光谱学与光谱分析勰势加甜舵舭非们青岛科技大学研究生学佗论文致谢在论文完成之际，首先向我导师李再峰教授表示衷心感谢。感谢李再峰老师三年来对我学业上精心指导和生活上无微不至关怀。本论文是在李再峰老师指导下本课题组进行研究工作所取得研究成果。李再峰老师渊博知识，严谨治学态度和乐观生活态度给我留下了深刻印象。从李再峰老师身上不仅学到了宝贵知识，更使我明白了许多做人道理，这些收获必将使我受益终生。感谢化学院蔺玉胜老师在透射电镜测试方面给予帮助，高分子学院于广水老师在热分析测试方面给予帮助，中国海洋大学环境科学院射线分析测试中心王文老师给予协助。感谢材料学院张英杰同学曾给予材料分析方面建议。感谢本课题组马景松訾少宝史振涛同学在实验中给予帮助。最后，我还要特别感谢我家人多年来给予我巨大支持和关爱他们是我完成三年硕士学业最大动力!Ⅱ青岛科技大学研究生学位论文引言第章聚氨酯蒙脱土纳米复合文献综述纳米尺度是，个“物质之间相互作用”要比物质本身还要重要尺度。纳米尺度研究重点是纳米材料与纳米技术，二者密不可分。由于纳米微粒尺寸小比表面积大表面能和表面张力随粒径下降急剧增大，表现出小尺寸效应表面效应量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等效应，使材料拥有许多不同于常规材料新奇特性，为常规材料改性研究青岛科技人学研究生学位论文聚氨酯蒙脱土叫纳米复合新技术及性能研究摘要本课题研究了聚氨酯，蒙脱土僵。订纳米复合新工艺以及复合材料结构和性能。论文工作主要由两部分组成第部分，辅助超声波等手段，采用阳离子聚氨酯聚电解质，替代传统有机季铵盐小分子，直接与钠基蒙脱土进行阳离子交换，制备出稳定水基纳米复合乳液。用傅立叶变换红外技术兀差热分析热重分析广角射线衍射和透射电镜表征分析了大分子阳离子聚氨酯聚电解质对蒙脱土插层行为聚氨酯层状硅酸热复合结构剥离程度对聚氮酯复合材料性能影响。结果表明由于蒙脱土粒子表面上结构羟基和聚氨酯聚合物上官能团间氢键作用，使得键伸缩振动吸收由下移到，而连接原子上羟基弯曲振动由上移至。因此纳米粒子和聚氨酯分子问存在较强物理与化学作用。透射电镜表明复合体系内产生大量分散层状结构。广角射线衍射Ⅺ结果显示蒙脱土尖锐衍射峰向小角方向移动并基本消失，暗示蒙脱土硅酸盐和聚氨酯分子间复合结构以剥离型为主。差热分析结果显示插层作用导致复合材料玻璃化转变温度较纯高，具有较高热稳定性热重分析结果显示，纳米层状硅酸盐与聚氨酯相互作用使聚氨酯热分解温度呈现大幅度地提高。上述数据表明，水基复合树脂中阳离子聚氨酯对层状硅酸盐粒予具有较好地插层行为。第二部分，以有机蒙脱土端羟基聚合物二异氰酸酯和二胺扩链剂为原料，用半预聚体法制备出聚氨酯脲，蒙脱土弹性体。实验结果表明，在适当蒙脱土含量范围内，随着蒙脱土含量提高，纳米复合材料力学性能和断裂伸长率同时得到了提高，过度增加蒙脱土含量会导致复合材料拉伸强度撕裂强度降低永久变形则表现为单调提高。蒙脱土含量为复合材料与基体材料相比较，拉伸强度提高，断裂伸长率提高。关键词聚氨酯蒙脱土纳米复合材料插层壅塑墅茎堕主塑鲞星鱼堑垫查垦丝!!婴塞倦工盯，丌廿，耵，佃加血Ⅱ青岛科技大学研究生学位论文引言第章聚氨酯蒙脱土纳米复合文献综述纳米尺度是，个“物质之间相互作用”要比物质本身还要重要尺度。纳米尺度研究重点是纳米材料与纳米技术，二者密不可分。由于纳米微粒尺寸小比表面积大表面能和表面张力随粒径下降急剧增大，表现出小尺寸效应表面效应量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等效应，使材料拥有许多不同于常规材料新奇特性，为常规材料改性研究增添了新方向。另方面，随着科学技术发展，人们对新材料提出要求也越来越苛刻，单组份材料往往难以符合预期功能要求。为此，人们常将两种或两种以上异质异形异性材料利用特定工艺制备新型复合材料，这已成为开发高性能材料重要途径。客观说，材料复合化是当今材料行业发展重要趋势”。复合可以理解为微观尺度上切体系相互作用。现代材料科学引用复合概念主要相对于异相不同物质组成体系之间组合。国际标准化组织对复合材料定义为由两种或者两种以物理和化学性质不同物质组合而成种多相固体材料。复合材料中，通常有相为连续相，称为基体材料。而另相为分散相，称为增强材料。如聚氨酯蒙脱土纳米复合材料就是以聚氨酯高分子为连续相，蒙脱士纳米级层状硅酸盐作为增强材料进行复合所得到复合材料。传统复合材料是用微米级颗粒晶须纤维等作为填料提高材料力学性能，纳米技术出现则为新型复合材料制各提供了全新平台。纳米效应是因为物质聚集形态发生了变化而导致相应性能发生变化。对纳米复合材料而言，大部分纳米效应是复合体系各单独组分所不具有效应，也就是说，只有经过纳米复合组装后才产生了纳米效应。纳米复合材料是指分散相尺度至少有维小于啪复合材料。与传统材料相比，由于纳米分散相特有纳米效应，使