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本论文采用共沉淀法和接枝法对层状双氢氧化物(LDH)进行有机改性,旨在制备层离型UV光固化聚合物/LDH纳米复合材料。首先提出了将可参与光固化反应的活性基团插入LDH片层间,使单体和低聚物同时在层间参与反应,从而有效层离LDH,随后制备预层离型的LDH复合物,可用于包含UV光固化在内的各种聚合反应。由于改性LDH的有机组分含量较高,层间距较大,其和聚合物基体的相容性较好,并不影响UV光固化反应速率和双键转化率。所得的层离型聚合物/LDH纳米复合材料相比纯聚合物具有较优异的机械性能和热性能。具体的研究内容如下:1.光引发剂插层LDH制备光固化丙烯酸酯/LDH纳米复合材料将光引发剂插层改性MgAl基LDH引发聚氨酯丙烯酸酯UV光固化,制备得到层离型聚合物/LDH纳米复合材料。首先将光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮-1(1173)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)反应得到半加成物IPDI-1173。然后将其与11-氨基十一烷酸(AD)插层改性的LDH-AD反应,接枝入LDH片层间,得到光引发剂插层的LDH-1173,采用FTIR、XRD和TGA测试手段对其结构进行表征。将所得的LDH-1173和丙烯酸酯单体、丙烯酸酯低聚物混合,再置于UV灯下固化。通过XRD、TEM、HR-TEM和光固化动力学的研究,表明LDH-1173可以有效引发光聚合反应并且得到层离型的聚合物/LDH纳米复合材料。这种纳米复合材料比纯聚合物拥有更优异的力学和热学性能,以及更高的硬度。2.硅烷丙烯酸酯插层LDH制备光固化聚合物/LDH纳米复合材料通过将十二烷基硫酸钠(SDS)和硅烷偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)共同插层入LDH得到丙烯酸酯双键改性的LDH-KH。由XRD分析,LDH-KH的层间距为2.41nm,远大于未改性LDH的0.78nm。将其和聚氨酯丙烯酸酯混合并在UV光下辐照,得到光固化聚合物/LDH纳米复合材料。使用TEM和HR-TEM表征纳米复合材料的微观结构,发现LDH片层失去有序排列,杂乱地分布于聚合物基体,形成了层离型的纳米复合材料。通过DMTA测试,含有5 wt%LDH-KH的纳米复合材料的储能模量提高到47.5 MPa,明显高于纯聚合物的39.7 MPa。其拉伸强度和摆硬度同时从纯聚合物的7.7 MPa和85 s 提高到 10.6MPa和 111 s。3.预层离有机LDH的制备及其光固化聚合物/LDH纳米复合材料的性能研究提出了通过合成预层离型LDH进而制备层离型聚合物/LDH纳米复合材料的方法。首先将LDH以十二烷基硫酸钠(SDS)和硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)共同插层改性,随后将已合成的三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯(TMPT)接枝入层间,得到LDH-SH。通过XRD、HR-SEM和HR-TEM分析,LDH-SH具有层离微观结构。将其和聚氨酯丙烯酸酯混合并在UV光下辐照,得到层离型聚合物/LDH纳米复合材料。通过DMTA测试,含有5 wt%LDH-SH的纳米复合材料的储能模量从纯聚合物的34.6 MPa上升到44.2 MPa,其拉伸强度和摆硬度同时提高到9.3 MPa和107 s,高于纯聚合物的8.5 MPa和87 s。4.倍半硅氧烷插层LDH制备有机/无机杂化材料先将倍半硅氧烷基阴离子插层剂(SAD)插层入LDH,再接枝半加成物异佛尔酮二异氰酸酯-丙烯酸羟乙酯(IPDI-HEA),获得倍半硅氧烷基丙烯酸酯改性的LDH-SA。其中SAD由倍半硅氧烷纳米多元醇(SOH)和11-氨基十一烷酸(AD)通过异氰酸根和氨基的反应合成,并且通过FTIR和1H NMR表征其结构。将所得的LDH-SA添加入丙烯酸酯树脂中,并进行UV光辐照,得到聚合物/LDH纳米复合材料。XRD和HR-TEM分析证明了纳米复合材料具有层离型微观结构。这种纳米复合材料综合了倍半硅氧烷和LDH基纳米复合材料的优点,比纯聚合物有着更优异的机械性能和热性能。LDH-SA含量为5 wt%的纳米复合材料在5%失重时的初始分解温度较纯聚合物提高了 45 ℃,而它的拉伸强度和铅笔硬度也提高到了 9.4 MPa和2H,远高于纯聚合物的7.2 MPa和3B。