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聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及应用

作　者: 周连仲
导　师: 宋国君
学　校: 青岛大学
专　业: 材料学
关键词: 聚乙烯 有机蒙脱土 纳米复合材料 长效防雾流滴膜
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


采用实验室自制的有机蒙脱土,在未加任何相容剂的前提下,成功制备了聚乙烯／有机蒙脱土纳米复合材料,并深入研究了纳米复合材料的结构与性能。分别采用直接注射法和熔融挤出法制备了高密度聚乙烯／有机蒙脱土纳米复合材料(HDPE/OMMT),线型低密度聚乙烯／有机蒙脱土纳米复合材料(LLDPE/OMMT),低密度聚乙烯／有机蒙脱土纳米复合材料(LDPE/OMMT)。X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的测试结果显示：有机蒙脱土片层均匀分散在聚乙烯基体中,成功制备了插层型的聚乙烯／有机蒙脱土纳米复合材料。研究成型工艺、有机蒙脱土含量等影响因素对纳米复合材料的力学性能、热性能、结晶行为的影响。研究结果发现：更加贴近实际生产工艺的直接注射法制备的纳米复合材料性能更优异,在有机蒙脱土含量仅为3.0 wt%的情况下,纳米复合材料的力学性能,热变形温度等都有明显提高。采用直接注射法制备了LLDPE/LDPE/OMMT纳米复合材料,经透射电镜(TEM)分析,大部分有机蒙脱土片层呈剥离状态,少部分呈插层状态,制备了半剥离-半插层的纳米复合材料。其中在有机蒙脱土含量仅为3.0 wt%时,热变形温度提高13.0%,屈服强度提高15.4%,弹性模量增长31.9%。采用LLDPE/LDPE/OMMT纳米复合材料制备长效防雾流滴膜,薄膜力学性能符合农膜优等品标准,并对长效流滴膜的防雾性能、保温性能进行了研究。结果表明：在有机蒙脱土片层的缓释效应下,纳米防雾流滴膜的80度很温水浴法流滴持效期从37.2小时延长到48小时,防雾持效期显著增加,防雾性能提高29.2%；放置7个月后1.0wt% OMMT含量流滴膜(经多次表面处理)的接触角由纯聚乙烯流滴膜的67度降低到48度；LLDPE/LDPE/OMMT纳米流滴膜的红外透过率由44.4%降低到36.7%,保温性能显著提高,增幅达到17.0%。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
引言  7-9
第一章 文献综述  9-26
  1.1 聚合物纳米复合材料概述  9-11
  1.2 蒙脱土的结构与特性  11-12
    1.2.1 蒙脱土的结构  11-12
    1.2.2 蒙脱土的特性  12
  1.3 蒙脱土的改性  12-15
    1.3.1 蒙脱土钠化改性  13
    1.3.2 蒙脱土无机改性  13
    1.3.3 蒙脱土有机改性  13-15
  1.4 聚合物/蒙脱土纳米复合材料概述  15-19
    1.4.1 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备  15-16
    1.4.2 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的结构  16-17
    1.4.3 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的性能  17-18
    1.4.4 聚合物/蒙脱土纳米复合材料的表征技术  18-19
  1.5 农用防雾流滴膜的研究进展  19-24
    1.5.1 大棚薄膜的应用概况  19
    1.5.2 大棚薄膜防雾问题的解决办法  19-20
    1.5.3 防雾剂的结构及种类  20-22
    1.5.4 防雾滴剂的作用机理及影响因素  22
    1.5.5 缓释剂对防雾流滴膜防雾性能的影响  22-23
    1.5.6 防雾流滴膜流滴性能的测试  23-24
  1.6 本课题研究的内容、目的和意义  24-26
第二章 实验部分  26-29
  2.1 实验原料  26
  2.2 主要实验仪器设备  26
  2.3 有机蒙脱土制备的流程图  26-27
  2.4 测试标准和方法  27-29
    2.4.1 XRD测试  27
    2.4.2 透射电镜(TEM)  27
    2.4.3 力学性能测试  27
    2.4.4 热变形测试  27-28
    2.4.5 DSC测试  28
    2.4.6 防雾性测试  28
    2.4.7 接触角测试  28
    2.4.8 红外测试  28
    2.4.9 可见光透过率测试  28-29
第三章 聚乙烯(PE)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料结构与性能的研究  29-48
  3.1 前言  29-30
  3.2 HDPE/OMMT纳米复合材料的研究  30-42
    3.2.1 HDPE/OMMT纳米复合材料的制备  30
    3.2.2 HDPE/OMMT纳米复合材料的结构与性能  30-42
  3.3 LLDPE/OMMT纳米复合材料的研究  42-45
    3.3.1 LLDPE/OMMT纳米复合材料的制备  42
    3.3.2 LLDPE/OMMT纳米复合材料的结构与性能  42-45
  3.4 LDPE/OMMT纳米复合材料的研究  45-47
    3.4.1 LDPE/OMMT纳米复合材料的制备  45
    3.4.2 LLDPE/OMMT纳米复合材料的结构与性能  45-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 有机蒙脱土在制备聚乙烯长效防雾流滴膜中的应用研究  48-63
  4.1 前言  48
  4.2 LLDPE/LDPE/OMMT纳米复合材料结构与性能  48-53
    4.2.1 LLDPE/LDPE/OMMT纳米复合材料的制备  48
    4.2.2 LLDPE/LDPE/OMMT纳米复合材料的结构与性能  48-49
    4.2.3 不同有机蒙脱土含量LLDPE/LDPE/OMMT纳米复合材料的机械性能  49-53
  4.3 LLDPE/LDPE/OMMT防雾流滴膜的性能研究  53-58
    4.3.1 LLDPE/LDPE/OMMT防雾流滴膜的制备  53
    4.3.2 不同有机蒙脱土含量对LLDPE/LDPE/OMMT流滴膜的机械性能的影响  53-54
    4.3.3 不同有机蒙脱土含量对LLDPE/LDPE/OMMT流滴膜的防雾性能的影响  54-58
  4.4 有机蒙脱土对防雾流滴膜保温性能的影响  58-60
    4.4.1 红外光谱分析  58-59
    4.4.2 可见光光谱分析  59-60
  4.5 有机蒙脱土对LLDPE/LDPE/OMMT流滴膜结晶性的影响  60-61
  4.6 本章小结  61-63
结论  63-64
参考文献  64-68
攻读学位期间的研究成果  68-69
致谢  69-70

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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