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聚合物纳米复合材料是以聚合物为基体,以纳米尺度(小于100nm)无机物分散于基体中的新型高分子复合材料。和传统的复合材料相比,由于纳米粒子带来的纳米效应和纳米粒子与基体间强的界面相互作用,聚合物纳米复合材料具有优于相同组分常规聚合物复合材料的力学、热学性能,为制备高性能、多功能的新一代复合材料提供了可能。目前,聚合物纳米复合材料的研究成为当前材料科学研究的热点和前沿课题,具有重大的科学意义和广阔的应用前景。 本论文以热塑性塑料聚丙烯(PP)改性的热塑性弹性体苯乙烯(S)-乙烯(E)/丁烯(B)-苯乙烯(S)(SEBS)弹性体为基体,利用有机蒙脱土(OMMT)作为增强剂,制备了SEBS/PP/OMMT纳米复合材料,并研究纳米复合材料的形态结构和力学性能、热学等性能,讨论了微观结构对材料性能的影响。 1、选用十六烷基溴化铵作为改性剂制备有机化蒙脱土,利用SEBS/PP基体进行插层,成功制备了插层型SEBS/PP/OMMT纳米复合材料,用小角X-射线衍射(SAXD)表征,蒙脱土的片层距离由原土的1.24nm被增大为4.07nm,并用透射电镜(TEM)对其插层结构进行了确定。 2、研究插层型SEBS/PP/OMMT纳米复合材料的力学性能,测试了拉伸强度、撕裂强度、储能模量等性能。研究表明OMMT对SEBS/PP基插层型纳米复合材料的拉伸强度、撕裂强度的增强效果不大;但对材料储能模量有明显的增强作用。 3、通过动态力学测试仪DMA和热失重(TG)等手段研究了SEBS/PP/OMMT纳米复合材料的动态力学性能以及体系的热稳定性。OMMT的加入对EB嵌段玻璃化温度和PP非晶区的玻璃化温度没有太大的影响,而PS嵌段玻璃化温度提高了近30℃。TG结果表明随着OMMT填料的增加,体系的热稳定性逐渐升高,材料主链的分解温度提高了15℃。 4、通过广角X-射线衍射(WAXD)和示差扫描量热仪(DSC)研究了体系中热塑性塑料PP的结晶情况。结果表明体系中的PP为α晶型,随着OMMT加入量的增加,PP的晶型不变,结晶度增大,熔点略有下降,PP结晶产生缺陷。 5、SEBS/PP/OMMT纳米复合材料熔融流动性能研究结果表明:OMMT的加入提高了SEBS/PP/OMMT纳米复合材料的表观粘度,而且体系对剪切的敏感度迅速上升。另外,随着OMMT的加入,材料的熔融指数依次增加。 6、SEBS/PP/OMMT纳米复合材料的透气性研究结果表明,体系的透气率随OMMT的加入有一定程度的上升。