凹凸棒土(AT)是一种具有层链状过渡结构，以含水富镁硅酸盐为主要成分的粘土矿物。AT棒晶独特纳米纤维状结构，决定其可以作为高分子材料的优良增强剂。如果能以纳米级单晶的形式在聚合物基体中分散，可显著提高聚合物的力学性能和耐热性能。但将AT制备成纳米级之后，粒子表面积增大，表面能升高，易产生“团聚”现象。此外，AT表面呈亲水性，适用于极性体系;若将其加入到非极性高聚物中，则易团聚，甚至会影响复合材料的力学性能。
为了解决AT在聚合物基体中的分散和结合问题，本文选择两种硅烷偶联剂对AT进行表面改性，并制备了一系列AT/聚合物，即AT/聚苯乙烯(PS)和AT/环氧树脂(EP)纳米复合材料，并对其性能进行了测试和表征。主要取得了以下结果:
1讨论了超声处理时间对AT粒径分布和AT水悬浮液流变性能的影响，确定了超声处理使其以棒晶形式分散的最佳时间范围，为后期在溶剂环境（硅烷偶联剂）中通过超声法对其进行表面改性提供了参考条件;
2采用硅烷偶联剂KH560和KH570对AT进行表面处理，并通过FTIR、接触角、沉降法以及TGA等测试方法对改性AT表面结构进行表征和分析。证明了偶联剂法是一种有效的化学改性方法;
3通过原位聚合的方法制备了KH570AT/PS纳米复合材料，SEM测试显示了粒子在PS基体中良好的分散性。TGA和DSC结果表明，复合材料中KH570AT参与到了苯乙烯(St)单体聚合反应中，增大了聚合物的交联密度，对于PS基体热学性能的改善程度明显大于未改性AT;
4AT经过偶联剂KH560表面修饰后，在EP基体中的分散状态大大改善;相对纯EP树脂，共混制备的KH560AT/EP纳米复合材料的热稳定性和力学性能均有所提高。尤其是含量3％(wt)的样品拉伸强度，断裂伸长率均达到最大，热稳定性也大大改善。

收起∧

    关键词：
    凹凸棒土 硅烷偶联剂 表面改性 聚苯乙烯 环氧树脂
    作者：
    孙岩岩
    学位授予单位：
    东华大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    材料学
    导师姓名：
    陈大俊
    学位年度：
    2010
    语种：
    中文
    分类号：
    TB383 TB332
    在线出版日期：
    2014年09月17日