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蒙脱土是一种储量丰富的层状硅酸盐材料,具有比表面积大、热稳定性、尺寸稳定性好等特性,在高分子材料的改性中有着广泛的研究与应用,在改善和增强聚合物材料的阻燃、阻隔、导热等性能上有显著的效果,在不相容聚合物共混体系的增容研究中也受到广泛关注。高密度聚乙烯(HDPE)和聚苯乙烯(PS)作为通用塑料广泛应用于众多行业领域,对PS和HDPE进行共混改性,克服其各自缺点,制备综合性能优异的复合材料是十分必要的。本文选用Gemini表面活性剂对蒙脱土进行有机改性,并将有机改性蒙脱土(OMMT)应用于PS和HDPE共混体系中,以增强和改善PS和HDPE之间的相容性。本论文的研究内容如下:合成以双酰胺基为连接基团的季铵盐Gemini表面活性剂,其中表面活性剂的烷基碳链长度分别为4、10、18。利用其对钠基蒙脱土(Na-MMT)进行有机改性,制备OMMT。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)和电子扫描显微镜(SEM)等手段对改性前后蒙脱土的结构、热稳定性和形貌进行了相应分析。结果表明,Gemini表面活性剂成功插层进入蒙脱土层间,有效扩大了蒙脱土的层间距,且OMMT的层间距随着Gemini表面活性剂烷基碳链长度的增长而扩大;OMMT在一定的温度下具有良好的热稳定性,且疏水性增强,粒子尺寸显著细化,粒径分布更加均匀、表面更粗糙。将OMMT与PS通过溶液共混制得PS/OMMT母料,并将其与HDPE熔融共混制备得到PE/PS/OMMT(PE/PS=70/30,wt/wt)复合材料。通过SEM、电子万能试验机、TGA、XRD等手段分析了三种不同类型OMMT对PE/PS共混体系的相形貌、机械性能、热稳定性和结构的影响。结果表明,PE/PS/OMMT复合材料的相结构表现为PS分散相以球状或液滴状呈“海-岛”结构分散于PE连续相中,OMMT能够显著促进PE/PS共混体系中分散相尺寸的细化;Gemini表面活性剂的烷基碳链长度为10、18,OMMT添加量分别为1.5 wt%、2.5 wt%时,PE/PS共混体系的相结构由“海-岛”结构向棒状或双连续结构发生转变;此时,PE/PS/OMMT复合材料的断裂伸长率显著的提升,超过600%;OMMT不利于PE/PS/OMMT复合材料拉伸强度的提升,但能够显著增强复合材料的弯曲强度和模量。优选出烷基碳链长度为10的Gemini表面活性剂改性的蒙脱土(C10-MMT),通过SEM、电子万能试验机分别、TGA、差式扫描量热法(DSC)等手段研究了C10-MMT对不同组分PE/PS共混材料相形貌、机械性能、热稳定性和结晶性等性能的影响。结果表明,PE/PS共混体系的相结构与PE和PS的组分有关,随着PE组分的增加,相结构从棒状结构向“海-岛”结构转变,分散相粒径逐渐减小,PE/PS共混材料的拉伸性能主要受PE相影响,弯曲性能则取决于PS相。低含量的C10-MMT对PE/PS(60/40)共混体系的相结构没有明显的影响;C10-MMT添加量分别为1.5 wt%和2.5 wt%、5.0 wt%时,PE/PS(70/30)、PE/PS(80/20)、PE/PS(90/10)共混体系的相结构从“海-岛”结构向双连续或棒状、针状结构转变;在相结构发生转变的临界区域内,PE/PS/C10-MMT复合材料的断裂伸长率大幅度提升;不同组分PE/PS复合材料的弯曲强度和模量均随着C10-MMT添加量增加而增强,在双连续结构时达到最大;C10-MMT能够显著提高PE/PS复合材料的热稳定性,低含量C10-MMT能够提高PE/PS共混体系中PE的结晶度、高含量则会使结晶度降低。