聚合物纳米复合材料(一)详解课件.ppt

1、-蒙脱土蒙脱土13.纳米塑料纳米塑料PM 2.5 大气中粒径小于或等于大气中粒径小于或等于2m（有时用小于（有时用小于2.5m，即，即PM2.5）的颗）的颗粒物。粒物。7 mPM 2.5 13.1 13.1 聚合物纳米复合材料简介聚合物纳米复合材料简介u聚合物基纳米复合材料聚合物基纳米复合材料 是以是以聚合物聚合物为基体，与为基体，与金属粒子、无机非金属金属粒子、无机非金属粒粒子子或或片层片层以及以及有机物有机物等进行等进行纳米级复合纳米级复合而得到的一种而得到的一种性能优异的材料。性能优异的材料。13.1 13.1 聚合物纳米复合材料简介聚合物纳米复合材料简介u聚合物纳米复合材料的要素聚合物

2、纳米复合材料的要素 聚合物基体、纳米基元（分散相）、纳米基元在基体中的纳米尺寸分散。u纳米分散相纳米分散相 可以是各向同性的粒子、各向异性的纳米针、纤维状纳米管、纳米线、层状纳米增强基元等。u分散相尺寸至少有一维分散相尺寸至少有一维小于小于100纳米纳米的复合材料。的复合材料。聚合物基纳米复合材料分类聚合物基纳米复合材料分类聚合物聚合物/无机颗粒纳米复合材料无机颗粒纳米复合材料 （0维纳米复合材料）维纳米复合材料）聚合物聚合物/纳米纤维纳米复合材料纳米纤维纳米复合材料 （1维纳米复合材料）维纳米复合材料）聚合物聚合物/层状化合物纳米复合材料层状化合物纳米复合材料 （2维纳米复合材料）维纳米复合

3、材料）最早的纳米塑料应用最早的纳米塑料应用p1991年日本丰田中央研究院和日本宇部兴产公司年日本丰田中央研究院和日本宇部兴产公司（尼龙树脂厂）联合开发的纳米尼龙（尼龙树脂厂）联合开发的纳米尼龙6，作为汽车，作为汽车定时器罩，从此拉开了纳米塑料快速发展的序幕。定时器罩，从此拉开了纳米塑料快速发展的序幕。（1）这种纳米塑料的填料是什么？）这种纳米塑料的填料是什么？（2）有什么特性？）有什么特性？（3）如何实现聚合物的复合？）如何实现聚合物的复合？问问 题题13.2 尼龙尼龙6/层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐纳米复合材料 Polymer/Layered Silicate Nanocomposite

4、s13.2.1 层状硅酸盐层状硅酸盐u 什么是层状硅酸盐？什么是层状硅酸盐？u 层状硅酸盐有哪些？层状硅酸盐有哪些？u 层状硅酸盐有什么样的特征？层状硅酸盐有什么样的特征？1.层状硅酸盐黏土材料层状硅酸盐黏土材料u层状硅酸盐黏土层状硅酸盐黏土 天然的纳米结构：片层尺度为纳米级天然的纳米结构：片层尺度为纳米级 u自然界中，层状结构无机矿物有：自然界中，层状结构无机矿物有：天然的铝硅酸盐，如高岭土、蒙脱土、伊利石、天然的铝硅酸盐，如高岭土、蒙脱土、伊利石、海泡石、凹凸棒石、绿泥石等；海泡石、凹凸棒石、绿泥石等；u利用人工合成的方法也可制得具有层状结构的硅酸利用人工合成的方法也可制得具有层状结构的硅

5、酸盐。盐。2.层状无机物的种类层状无机物的种类石墨石墨天然层状硅酸盐，如：天然层状硅酸盐，如：滑石，云母，黏土（高岭土，滑石，云母，黏土（高岭土，蒙托土及泥质石等）蒙托土及泥质石等）和和纤蛇纹石，蛏石纤蛇纹石，蛏石等；等；人工合成硅酸盐、云母，如：人工合成硅酸盐、云母，如：层状沸石，锂蒙托石层状沸石，锂蒙托石和和氟锂蒙脱石氟锂蒙脱石等等层状金属氧化物，如：层状金属氧化物，如：V2O5，MoO3，WO3等等其它无机物，如：其它无机物，如：一些过渡金属二硫化物，硫代亚一些过渡金属二硫化物，硫代亚磷酸盐，磷酸盐，金属卤化物磷酸盐，磷酸盐，金属卤化物等。等。3.什么是蒙脱土？什么是蒙脱土？蒙脱土（蒙脱

6、土（montmorillonite）是由）是由膨润土膨润土提纯加工而得。提纯加工而得。膨润土：是以膨润土：是以蒙脱石蒙脱石为主要矿物成分的粘土矿，其蒙脱石为主要矿物成分的粘土矿，其蒙脱石含量为含量为40%90%，还含有少量高岭石、水铝英石、绿泥石、，还含有少量高岭石、水铝英石、绿泥石、蛋白石、云母等矿物质。膨润土的性能与蒙脱石含量有关，蛋白石、云母等矿物质。膨润土的性能与蒙脱石含量有关，含蒙脱石越多，其性能越优越。含蒙脱石越多，其性能越优越。蒙脱石的药用价值蒙脱石的药用价值u蒙脱石（蒙脱石（montmorillonite）在美国药典、英国药典及欧）在美国药典、英国药典及欧洲药典等药典中均有收载

7、；洲药典等药典中均有收载；u无臭，有轻微的土味，无刺激性，对神经、呼吸及心血无臭，有轻微的土味，无刺激性，对神经、呼吸及心血管系统没有影响，具有良好的吸附能力、阳离子交换能管系统没有影响，具有良好的吸附能力、阳离子交换能力和吸水膨胀能力；力和吸水膨胀能力；u对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金黄色葡萄球菌对大肠杆菌、霍乱弧菌、空肠弯曲菌、金黄色葡萄球菌和轮状病毒以及胆盐都有较好的吸附作用，对细菌毒素和轮状病毒以及胆盐都有较好的吸附作用，对细菌毒素也有固定作用，止泻迅速，因此其制剂广泛应用于临床；也有固定作用，止泻迅速，因此其制剂广泛应用于临床；u蒙脱石原料药除用于制剂外还用于药物合成以及作为辅

8、蒙脱石原料药除用于制剂外还用于药物合成以及作为辅料用于缓释制剂。料用于缓释制剂。聚合物聚合物/蒙脱石复合材料蒙脱石复合材料u蒙脱土也简称黏土，所以蒙脱石、蒙脱土、黏土都蒙脱土也简称黏土，所以蒙脱石、蒙脱土、黏土都是指一个意思，都是可剥离的层状硅酸盐。是指一个意思，都是可剥离的层状硅酸盐。u聚合物聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料（层状硅酸盐纳米复合材料（polymer/layered silicate nanocomposites)、聚合物、聚合物/蒙脱石纳米复合材蒙脱石纳米复合材料（料（polymer/monotmorillonnite nanocomposites)都都是指一个意思，可以计为是

9、指一个意思，可以计为PLSNs。蒙脱土的物理性质蒙脱土的物理性质u白色，有时为浅灰、粉红、浅绿色白色，有时为浅灰、粉红、浅绿色u鳞片状（鳞片状（001001）解理完全，硬度）解理完全，硬度2.32.3u密度密度22.7g/cm22.7g/cm3 3u很柔软，有滑感，加水膨胀，体积能增加几倍，并变很柔软，有滑感，加水膨胀，体积能增加几倍，并变成糊状物成糊状物u具有很强的吸附力及阳离子交换能力具有很强的吸附力及阳离子交换能力 （药物：腹泻药（药物：腹泻药-思密达）思密达）蒙脱土层状硅酸盐资源及其分布蒙脱土层状硅酸盐资源及其分布根据膨润土组成成分及蒙脱土含量，分为三类：根据膨润土组成成分及蒙脱土含量

10、，分为三类：u第一类第一类MMT含量高于含量高于50%,刘房子、九台青等地样品刘房子、九台青等地样品（高档产品）（高档产品）u第二类第二类MMT含量含量50%以上，但含颗粒物粒径大（冶以上，但含颗粒物粒径大（冶金、钻井泥浆、烟草）金、钻井泥浆、烟草）u第三类第三类MMT含量低于含量低于50%，细粒径颗粒物含量小于，细粒径颗粒物含量小于20%u分布：分布：资源丰富，分布广。世界总储量资源丰富，分布广。世界总储量25亿吨，美、俄、亿吨，美、俄、中占世界的中占世界的3/4。钙基。钙基MMT占占70%，钠基不足，钠基不足5亿亿吨。总体来说，用量最大的优质钠基吨。总体来说，用量最大的优质钠基MMT十分短

11、十分短缺。缺。我们国家我们国家90%钙基钙基MMT，集中在东北三省、新疆、，集中在东北三省、新疆、甘肃、广西。甘肃、广西。4.蒙脱土的结构特点蒙脱土的结构特点化学组成及结构：化学组成及结构：Al2O34SiO23H2O理论上：理论上：Al2O3 25.3%、SiO2 66.7%、H2O 5%实际化学成分比较复杂。实际化学成分比较复杂。两层两层硅氧四面体硅氧四面体与其间的与其间的铝氧八面体铝氧八面体、构成、构成2：1型结构。型结构。层内层内Si4+、Al3+易于易于Mg2+等交换，负电荷；等交换，负电荷；层间吸附可交换的阳离子、层间具有水分子。层间吸附可交换的阳离子、层间具有水分子。水分子层数越

12、多，层间距越大。水分子层数越多，层间距越大。八面体空隙中的八面体空隙中的Al3+常被低价态的常被低价态的Fe2+、Mg 2+置换，而四面置换，而四面体中的体中的Si4+常被常被Al3+置换。置换。这一特点导致结构层产生多余的负电。因此结构层间除含这一特点导致结构层产生多余的负电。因此结构层间除含水外，还存在半径大的阳离子；水外，还存在半径大的阳离子；同时这些阳离子是可交换的，使蒙脱土具有离子交换性、同时这些阳离子是可交换的，使蒙脱土具有离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、黏结性、吸附性等一系列很有价吸水性、膨胀性、触变性、黏结性、吸附性等一系列很有价值的特性。值的特性。层间状态：层间状态：层间

13、有水、阳离子层间有水、阳离子Na+，Ca2+等等常见层状硅酸盐常见层状硅酸盐u高岭土高岭土u滑石粉滑石粉u云母云母u1987年日本丰田中央研究院报道了用插层聚合方法制年日本丰田中央研究院报道了用插层聚合方法制得尼龙得尼龙6/蒙脱土纳米复合材料。蒙脱土纳米复合材料。u1991年日本丰田中央研究院和日本宇部兴产公司（尼年日本丰田中央研究院和日本宇部兴产公司（尼龙树脂厂）联合开发纳米尼龙龙树脂厂）联合开发纳米尼龙6，作为汽车定时器罩。，作为汽车定时器罩。u由于材料所表现出得优异力学、物理性能，此后研制由于材料所表现出得优异力学、物理性能，此后研制出环氧树脂、不饱和聚酯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚氨出环氧树

14、脂、不饱和聚酯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚氨酯等一系列热固性和热塑性树脂为基的黏土纳米复合酯等一系列热固性和热塑性树脂为基的黏土纳米复合材料。材料。u由于蒙脱石的特殊结构，使得它在合成插层材料上具由于蒙脱石的特殊结构，使得它在合成插层材料上具有很多优势。有很多优势。5.层状硅酸盐改性层状硅酸盐改性如何制备插层复合材料？如何制备插层复合材料？p如何更好更经济的使黏土类矿物如蒙脱石剥离成如何更好更经济的使黏土类矿物如蒙脱石剥离成纳米级片层状颗粒；纳米级片层状颗粒；p如何使聚合物基体与纳米片层颗粒之间有更好的如何使聚合物基体与纳米片层颗粒之间有更好的亲和力。亲和力。p蒙脱土硅酸盐片层及片层之间的坑道都是亲

15、水而疏蒙脱土硅酸盐片层及片层之间的坑道都是亲水而疏油的，与多数聚合物及其单体相容性很小。油的，与多数聚合物及其单体相容性很小。5.层状硅酸盐改性层状硅酸盐改性u黏土要与聚合物具有相容性就必须要进行化学处理。黏土要与聚合物具有相容性就必须要进行化学处理。这些阳离子容易与烷基季铵这些阳离子容易与烷基季铵盐或其他有机阳离子进行交盐或其他有机阳离子进行交换反应，生成亲油性的有机换反应，生成亲油性的有机化蒙脱土，层间距离增大。化蒙脱土，层间距离增大。有机蒙脱土片层可进一步使有机蒙脱土片层可进一步使单体渗入并聚合，或使聚合单体渗入并聚合，或使聚合物融体渗入而形成纳米复合物融体渗入而形成纳米复合材料。材料。

16、5.层状硅酸盐改性层状硅酸盐改性u与传统材料相比，特别之处在于其独特的与传统材料相比，特别之处在于其独特的插层复合插层复合制备制备科学科学 。u其关键是利用了层状硅酸盐的片层结构特性。其关键是利用了层状硅酸盐的片层结构特性。5.层状硅酸盐改性层状硅酸盐改性u所谓插层复合，就是将单体或聚合物分子插入到层状所谓插层复合，就是将单体或聚合物分子插入到层状硅酸盐（黏土）层间的纳米空间中，利用聚合热或剪硅酸盐（黏土）层间的纳米空间中，利用聚合热或剪切力将层状硅酸盐剥离成纳米基本结构单元或微区而切力将层状硅酸盐剥离成纳米基本结构单元或微区而均匀地分散到聚合物基体中。均匀地分散到聚合物基体中。有机黏土有机黏

17、土u利用阳离子交换技术处理天然黏土，利用阳离子交换技术处理天然黏土，获得与聚合获得与聚合物基体相容的有机黏土物基体相容的有机黏土，是制备聚合物，是制备聚合物/层状硅酸盐层状硅酸盐纳米复合材料的纳米复合材料的关键一步关键一步。u如何制备有机粘土呢？如何制备有机粘土呢？-利用离子交换特性利用离子交换特性制备有机黏土一般使用制备有机黏土一般使用可进行阳离子交换可进行阳离子交换的的钠土钠土。(1)黏土的胶体化学黏土的胶体化学 层间为二价的钙离子的黏土（广泛存在）层间为二价的钙离子的黏土（广泛存在）钠基黏土使用性好（能更好的使用）钠基黏土使用性好（能更好的使用）第一步：层间阳离子转化为为一价的钠离子。第

18、一步：层间阳离子转化为为一价的钠离子。第二步：插层剂插层第二步：插层剂插层 活化剂活化剂人工改性钙基蒙脱土的活化剂有：人工改性钙基蒙脱土的活化剂有：醋酸钠、碳酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、氢氧醋酸钠、碳酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、氢氧化钠等。化钠等。由于碳酸钠当量数较小由于碳酸钠当量数较小，价格便宜，无毒、，价格便宜，无毒、无菌所以目前普遍使用。无菌所以目前普遍使用。需要水的存在。需要水的存在。钙土是水不溶性片状晶形，悬浮于水中，钙土与碳酸钠反应，只是在颗粒钙土是水不溶性片状晶形，悬浮于水中，钙土与碳酸钠反应，只是在颗粒的表面进行，如果这一层钠化膜不能及时剥离掉，会影响里层的钠化，导致的表面进行，如果这

19、一层钠化膜不能及时剥离掉，会影响里层的钠化，导致夹生现象和大量未反应的游离碳酸钠存在，二者对产品质量和泥浆性能都产夹生现象和大量未反应的游离碳酸钠存在，二者对产品质量和泥浆性能都产生不利的影响。生不利的影响。钙土钙土钠土钠土碳酸钠或氯化钠的饱和溶液碳酸钠或氯化钠的饱和溶液 钙基蒙脱土具有可交换性的钙基蒙脱土具有可交换性的Ca2+，当遇到，当遇到Na+时，便可发生以下时，便可发生以下反应：反应：Ca-MMT+2Na+=Na2MMT+Ca2+但由于但由于Ca2+的交换场大于的交换场大于Na+，故反应的平衡向左；，故反应的平衡向左；为了使反应向右进行，可提高为了使反应向右进行，可提高Na+的浓度或降

20、低的浓度或降低Ca2+的浓度。的浓度。此反应此反应容易吗？容易吗？p蒙脱石粉末由九十个基本颗粒聚集而成，每个颗粒蒙脱石粉末由九十个基本颗粒聚集而成，每个颗粒尺寸为尺寸为1050微米。微米。p颗粒之间存在缺陷，受到一定外力场作用可分散成颗粒之间存在缺陷，受到一定外力场作用可分散成为为0.110微米的微小颗粒，这些微小颗粒是由若干微米的微小颗粒，这些微小颗粒是由若干厚度约为厚度约为1nm的硅酸盐片层紧密堆砌而成的。的硅酸盐片层紧密堆砌而成的。结构的另一特点结构的另一特点(2)钠化方法钠化方法悬浮液法悬浮液法 向水中同时加入钙基蒙脱土和纯碱，加碱量向水中同时加入钙基蒙脱土和纯碱，加碱量要过量要过量

21、经浸泡打浆、脱水、干燥，磨粉制得产品经浸泡打浆、脱水、干燥，磨粉制得产品 此法钠化效果差，钠交换率不高。涂料生产此法钠化效果差，钠交换率不高。涂料生产中常采用此法。中常采用此法。轮碾法轮碾法 将湿的粘土、碳酸钠粉和少量丹宁置于轮碾机内将湿的粘土、碳酸钠粉和少量丹宁置于轮碾机内混合、碾和，再在空气中老化十天。以原联邦德混合、碾和，再在空气中老化十天。以原联邦德国国SUD-CHIMIE公司为代表。公司为代表。(2)钠化方法钠化方法双螺杆钠化法双螺杆钠化法 为日本国峰公司的钙土改性工艺，将原矿干燥、为日本国峰公司的钙土改性工艺，将原矿干燥、粉碎成粉碎成510mm的颗粒，加入纯碱粉，在双螺杆机的颗粒，

22、加入纯碱粉，在双螺杆机中混合，再加入中混合，再加入30%左右的水，混炼成软泥状，经左右的水，混炼成软泥状，经切片机切片，再干燥，粉碎成产品。切片机切片，再干燥，粉碎成产品。(2)钠化方法钠化方法对辊挤压法对辊挤压法 此方法为将碱液直接加入到颗粒小于此方法为将碱液直接加入到颗粒小于5 mm干干燥钙基土中，拌匀后挤压两次，自然干燥，粉碎。燥钙基土中，拌匀后挤压两次，自然干燥，粉碎。是生产效率高、节电省力、易于干燥和投资少的一是生产效率高、节电省力、易于干燥和投资少的一种方法。种方法。(2)钠化方法钠化方法(3)蒙脱土的酸化蒙脱土的酸化为啥要酸化处理蒙脱土？为啥要酸化处理蒙脱土？酸化处理的实质是酸化

23、后的蒙脱石产生许多的小孔。酸化处理的实质是酸化后的蒙脱石产生许多的小孔。(1)首先溶解原矿石中杂质；首先溶解原矿石中杂质；(2)小半径的小半径的H+交换交换Ca2+或或Na+形成孔道；形成孔道；(3)溶解八面体结构中部分的溶解八面体结构中部分的Al3+、Fe2+、Fe3+或或Mg2+等离子。等离子。经过酸化活化，离子的渗透作用增强，比表面经过酸化活化，离子的渗透作用增强，比表面积增大、吸附能力增强积增大、吸附能力增强湿法：湿法：即酸液与蒙脱土混合活化后，经水洗干燥粉碎，制成酸化活性蒙脱土；干法：干法：则是用酸液与蒙脱土混合活化，不经水洗，直接干燥粉碎，制成的酸化活性土，其脱色性能及活度一般低于

24、湿法产品。（4）蒙脱土的有机化）蒙脱土的有机化u蒙脱土表面亲水疏油，因此，它在水中具有良好的蒙脱土表面亲水疏油，因此，它在水中具有良好的膨胀分散性能、胶凝性能，膨胀分散性能、胶凝性能，但在有机溶剂如烷烃中但在有机溶剂如烷烃中则不具备这种性质，使其在某些有机工业中的应用则不具备这种性质，使其在某些有机工业中的应用受到限制。受到限制。u利用层间金属离子的可交换性，以有机离子交换金利用层间金属离子的可交换性，以有机离子交换金属离子，可使蒙脱土有机化。属离子，可使蒙脱土有机化。它就可以在有机溶液它就可以在有机溶液中膨胀分散，还可以与高聚物进行复合，开辟新的中膨胀分散，还可以与高聚物进行复合，开辟新的应

25、用领域。应用领域。（4）蒙脱土的有机化蒙脱土的有机化改性剂的选择条件改性剂的选择条件u(1)改性剂分子容易进入片层间，并能显著增大片改性剂分子容易进入片层间，并能显著增大片层间距。层间距。u(2)改性剂分子应与聚合物单体或高分子链具有较改性剂分子应与聚合物单体或高分子链具有较强的物理或化学作用，以利于插层反应的进行，强的物理或化学作用，以利于插层反应的进行，并且可以增强片层与聚合物两相间的界面粘结，并且可以增强片层与聚合物两相间的界面粘结，有助于提高复合材料的性能。有助于提高复合材料的性能。u(3)改性剂价廉易得，而且已经工业化。改性剂价廉易得，而且已经工业化。改性剂特征改性剂特征 改性剂一般

26、为离子型长链有机分子改性剂一般为离子型长链有机分子 原因：原因：体积比较大，通过离子交换进入到蒙脱石体积比较大，通过离子交换进入到蒙脱石片层间，片层间距增大片层间，片层间距增大 作用：作用：在与聚合物复合时，有利于聚合物大分在与聚合物复合时，有利于聚合物大分子插层进入蒙脱石的片层间，逐步使蒙脱土片层在子插层进入蒙脱石的片层间，逐步使蒙脱土片层在聚合物基体中发生剥离，以纳米尺度均匀分散在聚聚合物基体中发生剥离，以纳米尺度均匀分散在聚合物基体中，形成纳米复合材料。合物基体中，形成纳米复合材料。蒙脱土改性的几种方法蒙脱土改性的几种方法p 离子交换法离子交换法p 硅烷偶联剂法硅烷偶联剂法p 冠醚改性法

27、冠醚改性法p 单体或活性有机物插层法单体或活性有机物插层法p 引发剂或催化剂插层剂引发剂或催化剂插层剂p 二次插层法二次插层法（a）氨基酸类插层剂：）氨基酸类插层剂：-NH2、-COOH 在酸性条件下，在酸性条件下，具备了和层间阳离子进行交换的能力，当完成离子具备了和层间阳离子进行交换的能力，当完成离子交换后，可以得到氨基酸有机化的有机黏土。交换后，可以得到氨基酸有机化的有机黏土。同时羧酸基团能与其他插入物的官能团发生反应。同时羧酸基团能与其他插入物的官能团发生反应。32NHNHH赖氨酸赖氨酸 谷氨酸谷氨酸（一）离子交换法（一）离子交换法（b）烷基胺盐类插层剂（广泛使用的烷基胺类插层剂）烷基胺

28、盐类插层剂（广泛使用的烷基胺类插层剂）u烷基胺类试剂非常容易地与层状硅酸盐的层间离子烷基胺类试剂非常容易地与层状硅酸盐的层间离子进行交换，使片层表面由亲水性变成了亲油性，与进行交换，使片层表面由亲水性变成了亲油性，与聚合物分子的相容性得到相应地提高。聚合物分子的相容性得到相应地提高。u经过烷基胺类处理的有机黏土可以稳定的分散在某经过烷基胺类处理的有机黏土可以稳定的分散在某些有机溶剂中，形成稳定的胶体体系。些有机溶剂中，形成稳定的胶体体系。u此处理工艺简单，性能稳定。此处理工艺简单，性能稳定。NH2（一）离子交换法（一）离子交换法u步骤：步骤：烷基胺试剂在酸性环境中质子化，烷基胺试剂在酸性环境中

29、质子化，使氨基转变为铵离子；使氨基转变为铵离子；然后进行阳离子交换得到有机黏土。然后进行阳离子交换得到有机黏土。u碳链对有机黏土的处理效果、制备复合材料的性碳链对有机黏土的处理效果、制备复合材料的性能都有明显的影响。能都有明显的影响。（一）离子交换法（一）离子交换法插层剂对环氧树脂插层效果的影响厚度厚度u连接两条烷基链的铵离子也可以用来制备有机黏土连接两条烷基链的铵离子也可以用来制备有机黏土当碳链长度小于当碳链长度小于8时，主时，主要得到插层型纳米复合要得到插层型纳米复合材料；材料；当大于当大于8时易于得到剥离时易于得到剥离型的纳米复合材料。型的纳米复合材料。（c）茂金属改性）茂金属改性可溶性

30、茂金属可以插层到硅酸盐片层间并促进烯烃聚合，在烯烃聚合反应中，茂金属通常都是与甲基铝烷(MAO)联用作为共催化剂发挥活性。（d）有机季鏻盐改性）有机季鏻盐改性通过离子交换法将季鏻盐插层钠基蒙脱土中，使季鏻盐和硅酸盐之间形成分子级的复合，季鏻盐能较稳定地存在于硅酸盐层间的微环境中，从而提高长效性和热稳定性，成为一种环保、长效的抗菌材料添加剂。（e）其他插层剂）其他插层剂u胺甲基苯乙烯做插层剂制备胺甲基苯乙烯做插层剂制备PS/MMTPS/MMTu使用使用4-4-乙烯基吡啶有变色功能乙烯基吡啶有变色功能（二）（二）硅烷偶联剂法硅烷偶联剂法p硅烷偶联剂是一类分子中同时具有两种或两种以上硅烷偶联剂是一类

31、分子中同时具有两种或两种以上反应性基团的有机硅化合物，通式可表示为反应性基团的有机硅化合物，通式可表示为RSiX3；pX表示可水解性基团，水解后得到的硅醇基能与黏表示可水解性基团，水解后得到的硅醇基能与黏土键合；土键合；pR为反应性有机基团，能与聚合物结合，于是起到为反应性有机基团，能与聚合物结合，于是起到偶联黏土与聚合物的作用。基团偶联黏土与聚合物的作用。基团R可与聚合物产生可与聚合物产生较强的次价键或化学键从而起到偶联作用。较强的次价键或化学键从而起到偶联作用。（三）冠醚改性（三）冠醚改性 冠醚能与碱金属、碱土金属、镧系金属离子形成冠醚能与碱金属、碱土金属、镧系金属离子形成稳定的络合物。所

32、以冠醚也能与硅酸盐片层中碱稳定的络合物。所以冠醚也能与硅酸盐片层中碱金属离子形成稳定的络合物，从而达到改性的目金属离子形成稳定的络合物，从而达到改性的目的。的。用冠醚改性的黏土可和好的分散于尼龙用冠醚改性的黏土可和好的分散于尼龙6基体中基体中形成纳米复合材料。形成纳米复合材料。不需改性的条件不需改性的条件p并非所有情况，都需要对蒙脱土进行有机改性。并非所有情况，都需要对蒙脱土进行有机改性。比如对于某些水溶性较大的单体和聚合物，可直比如对于某些水溶性较大的单体和聚合物，可直接使用钠型无机土制备插层纳米复合材料。接使用钠型无机土制备插层纳米复合材料。p采用无机土的方法可简化制备工艺，降低成本，采用无机土的方法可简化制备工艺，降低成本，是很有前途和价值的途径。是很有前途和价值的途径。思考题(1)尼龙尼龙6与蒙脱土的复合与蒙脱土的复合(2)聚苯胺与蒙脱土的复合聚苯胺与蒙脱土的复合6-氨基己酸氨基己酸己内酰胺己内酰胺