本课题主要是采用自制的新型有机改性蒙脱土,在不加任何相容剂的条件下直接与聚烯烃(PP、PE和EPDM)进行插层复合,制备出了各种不同分散结构的聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料。 采用红外光谱测试和X射线衍射以及自创的预凝胶方法,对有机改性蒙脱土进行表征,确定有机蒙脱土与聚烯烃具有良好的相容性。 通过控制不同工艺和条件,成功的制备出了全插层型、半剥离型和部分插层型三种典型亚微观结构的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料。用透射电子显微镜(TEM)考察了上述三种纳米复合材料的亚微观结构,并对它们的熔体流动性(MI),力学性能,耐热性等进行了测试和分析比较。测试结果表明,蒙脱土在聚丙烯中的分散状态对复合材料的性能影响很大,并且各具特色,半剥离型的熔体流动性降低最大,具有最好的分散性,全插层型具有最优的综合性能,部分插层型的熔体流动性降低最小,制备工艺简单,综合性能好;可以根据不同的需要可以选择制备不同的纳米复合材料。 采用熔融挤出法成功的制备出了剥离型的高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料,插层型的低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料和线型低密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。对于三种聚乙烯纳米复合材料材料的分析总结发现,含支链大小不同的聚乙烯在相同的有机土和相同的制备条件下制备出了分散结构不同的三种纳米复合材料,说明纳米复合材料的制备过程中聚合物基体分子结构能够影响纳米复合材料的制备,为进一步深入研究纳米复合材料提供了良好的理论基础。另外制备出的剥离型和插层型聚乙烯纳米复合材料为进一步研究聚乙烯薄膜的阻隔性的变化奠定了良好的基础。 采用常规的双辊直混法就能使有机土在乙丙橡胶中达到纳米级分散,而且达到部分插层结构和剥离结构并存的半剥离型结构,而采用熔融挤出法则制备出了剥离型的乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料。两种乙丙橡胶/蒙脱土纳米复合材料各具特色,力学性能都远远高于碳黑补强体系,直混法材料中力学性能提高幅度不如挤出法体系,但其工艺简单,成本低,不需要改变实际工业生产工艺,相当于开发出了一种新型的橡胶补强剂,而挤出法材料中仅需要加入很少量的有机土(3%)就能在纳米增强效应的作用下,大大提高橡胶的强度,显示了纳米复合材料的神奇特性。两种橡胶纳米复合材料的性能测试表明对于制备高强度、低硬度和高强度、高伸长的橡胶制品具有良好的应用前景。