插層聚合法,即先將聚合物單體分散、插層進(jìn)層狀硅酸片層間,然后砂位聚合,利用聚合放出的大量的熱火量,客服硅酸鹽片層間的庫(kù)侖力,使其剝離,從而使納米尺度的硅酸鹽片層與聚合物基體以化學(xué)元素鍵的方式相復(fù)合。聚合物插層法,即將聚合物熔體或溶液與層狀硅酸鹽混合,利用力學(xué)及熱力學(xué)作用使層狀硅酸鹽剝離成納米尺度的片層并均勻的分散在聚合物基體中。
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按照聚合反應(yīng)類型的不同,插層聚合又可以分為縮聚插層各和加聚插層兩種類型,縮聚插層因?yàn)橹簧婕凹皢误w分子鏈中功能基體的反應(yīng)性,受蒙脫土層間陽(yáng)離子等外界因素影響不大,所以可以比較順利的進(jìn)行,如聚酰胺/蒙脫土,而單體加聚插層方式中涉及到自由基的引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等自由基反應(yīng)歷程,自由基的活性受蒙脫土層間陽(yáng)離子、PH值及雜質(zhì)影響較大。
聚合物插層也可分為聚合物溶液插層和聚合物熔融插層兩種。聚合物溶液插層是聚合物大分子鏈在溶液中借助于溶劑而插層進(jìn)入蒙脫土的硅酸鹽片層間,然后再揮發(fā)掉溶劑,這種方式需要合適的溶劑不易回收,對(duì)環(huán)境不利。聚合物熔融插層是聚合物在高于其軟化溫度下加熱,或靜止條件或在剪切力作用下直接插層進(jìn)入蒙脫土的硅酸鹽片層間。
插層復(fù)合法是制備高性能新型號(hào)PLS納米復(fù)合材料的一種重要方法,也是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。它是將單體或聚合物插進(jìn),蒙脫土層狀硅酸鹽片層之間,進(jìn)而破壞硅酸鹽的片層結(jié)構(gòu),剝離成厚薄1nm,長(zhǎng)寬各位100nm的基本單元,并使其均勻分散在塑料加工聚合物基體中,實(shí)現(xiàn)高分子與層狀硅酸片層在納米尺度上的復(fù)合。
聚合物熔融插層,聚合物溶液插層和單體聚合插層所得到的復(fù)合材料具有相同的結(jié)構(gòu),由于聚合物熔融插層沒(méi)有用溶劑,工藝簡(jiǎn)單,并且可以減少對(duì)環(huán)境的污染,因而聚合物熔點(diǎn)融插層具有很大應(yīng)用前景。根據(jù)復(fù)合物的微觀結(jié)構(gòu),特別是蒙脫土的硅酸鹽片層間是否插層有聚合物分子鏈,可以把復(fù)合物分為幾類:相容性差的粒子填充復(fù)合物、普通的微粒填充復(fù)合物、插層型納米復(fù)合材料、剝離型納米復(fù)合材料。
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