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水滑石及全氟辛酸拄撑水滑石的合成与应用性能研究

作　者: 陈善云
导　师: 徐燕莉
学　校: 北京化工大学
专　业: 应用化学
关键词: 纳米水滑石(LDHs) 水性聚氨酯 屏蔽作用,橡胶 全氟辛酸 表面能
分类号: TQ04
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 157次
引　用: 4次
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内容摘要


水滑石（LDHs）是一类具有特殊性能和结构的层状无机功能材料。本文从水滑石所具有的特殊性质出发,将其应用在水性聚氨酯水性涂料及橡胶中,制备并表征了全氟辛酸拄撑水滑石。 以直接共混法制备了纳米水滑石（LDHs）/水性聚氨酯涂料,水滑石添加量时3%时,在200～300nm范围内,对涂膜具有紫外屏蔽的作用,平均屏蔽率可以达到85%,同时保持了涂膜的透明性。 用LDHs作为橡胶的补强助剂。采用直接共混法将经处理过LDHs加入橡胶制备橡胶/LDHs复合材料,可以基本使LDHs在橡胶基体中剥离分散,并显著提高其力学性能:300%定伸应力提高50%,拉伸强度提高83%,永久变形提高20%,撕裂强度提高18%。 采用共沉淀法制备了全氟辛酸(C7F15COOH)柱撑水滑石F-LDH,并用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）对其结构和层板组成进行表征。结果表明,C7F15COO-可进入水滑石层间,其层间距由LDHs的0.79nm增至F-LDH的2.499nm;对表面性质的进行了分析,结果测得与水的接触角θ（H2O）为130±0.5°,对液体石蜡,蓖麻油接触角大于90°表面自由能γs降低到6.48mN/m。相比较聚四氟乙烯的θ（H2O）为108°,γs为18mN/m,表明F-LDH有较低的表面能,表面主要为低表面能的—CF3所覆盖,具有很好的高双疏性（疏水疏油性）。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 文献综述  9-30
  1．1 论文选题的目的和意义  9-11
    1．1．1 目的及意义  9-11
    1．1．2 论文研究的内容  11
  1．2 层状材料概述  11-12
  1．3 水滑石的组成及结构特征  12-13
  1．4 水滑石纳米材料的性质  13-14
  1．5 LDHs的插层组装方法  14-19
    1．5．1 共沉淀法  14-16
    1．5．2 离子交换法  16-17
    1．5．3 水热合成法  17
    1．5．4 焙烧复原法  17-18
    1．5．5 返混／沉淀法  18
    1．5．6 二次组装法(预支撑法)  18
    1．5．7 其他方法  18-19
  1．6 插层客体分子的选择  19
  1．7 插层组装的影响因素  19-20
  1．8 插层后在层间的排列  20-21
  1．9 水滑石的应用  21-24
  1．10 无机纳米材料在水性涂料中的应用  24-27
    1．10．1 水性涂料  24-25
    1．10．2 水性聚氨酯涂料  25-26
    1．10．3 无机纳米材料在水性涂料中应用  26-27
  1．11 橡胶的补强填料  27
  1．12 含氟表面活性剂  27-30
    1．12．1 全氟碳材料的特性  28
    1．12．2 全氟碳材料的应用  28-30
第二章 水滑石在水性聚氨酯涂料及橡胶中的应用  30-38
  2．1 水滑石在水性聚氨酯涂料的应用  30-34
    2．1．1 水性聚氨酯／水滑石复合涂膜的制备  30
      2．1．1．1 水滑石的分散  30
      2．1．1．2 水性聚氨酯／水滑石复合涂膜的制备  30
    2．1．2 复合涂膜结构表征、基本性能测试  30-31
      2．1．2．1 电镜TEM  30
      2．1．2．2 UV-VIS吸收光谱  30
      2．1．2．3 涂膜性能测试(硬度、柔韧性、附着力、抗冲击)  30-31
    2．1．3 水滑石在水性聚氨酯涂料的应用性能研究结果  31-34
      2．1．3．1 复合涂膜基本性能测试与分析  31
      2．1．3．2 复合涂膜表面性质研究  31-32
      2．1．3．3 复合涂膜的紫外吸收性能研究  32-33
      2．1．3．4 不同水滑石添加量时复合涂膜的透过光谱  33-34
    2．1．4 小结  34
  2．2 水滑石在橡胶中的应用  34-38
    2．2．1 水滑石／橡胶复合材料的制备  34
    2．2．2 水滑石／橡胶复合材料的性能测试  34-35
    2．2．3 水滑石(LDHs)在橡胶中的应用性能研究  35-37
      2．2．3．1 LDHs／橡胶复合材料力学性能测试  35
      2．2．3．2 LDHs／橡胶复合材料TEM测试  35-36
      2．2．3．3 LDHs／橡胶复合材料力学XRD测试  36-37
    2．2．4 小结  37-38
第三章 全氟辛酸柱撑水滑石(F-LDH)的制备  38-50
  3．1 原料和试剂  38
  3．2 全氟辛酸柱撑水滑石(F-LDH)的制备  38-39
    3．2．1 共沉淀法制备柱撑水滑石  38
    3．2．2 离子交换法制备柱撑水滑石  38-39
    3．2．3 焙烧复原法制备柱撑水滑石  39
  3．3 柱撑水滑石的结构表征  39-40
    3．3．1 X射线衍射仪XRD  39
    3．3．2 红外可见光谱  39-40
    3．3．3 界面性能测试(接触角、界面能、临界表面能)  40
  3．4 全氟辛酸柱撑水滑石的制备条件探索  40-46
    3．4．1 不同方法对制备全氟辛酸柱撑水滑石的影响  40-43
    3．4．2 pH对制备FF61-LDH的影响  43-44
    3．4．3 回流温度对制备F-LDH的影响  44-45
    3．4．4 小结  45-46
  3．5 全氟辛酸柱撑水滑石的红外光谱分析  46-47
  3．6 全氟辛酸柱撑水滑石的分子结构模型  47-48
  3．7 全氟辛酸柱撑水滑石样品表面性质研究  48-50
    3．7．1 柱撑水滑石样品片的制备及接触角的测定  48
    3．7．2 表面能γ_s的估算  48-49
    3．7．3 与其他插层材料的比较  49
    3．7．4 小结  49-50
4 结论  50-52
参考文献  52-56
致谢  56-57
己撰写文章及专利  57

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工原料、辅助物料
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