插层反应是制备聚合物/粘土纳米复合材料的有效方法之一。本文以高岭石 及其有机插层复合物为研究对象，创新性的采用微波协同的方法，通过插层-取 代-原位聚合的方法制备了高岭石/有机插层复合材料，从而提出了一类制备聚 合物/粘土纳米复合材料的新型工艺过程，并同时探讨了复合材料的微观结构特 征和反应机理。 在选择制备前驱体插层剂的研究过程中，通过对醋酸钾(KAc)、二甲亚砜 (DMSO)等不同种类的有机分子插层剂的实验得出，微波对大偶极距、小分子物 质，如DMSO的插层反应具有相当明显的促进作用，在微波诱导作用0.5h，插 层率可以达到77.3％，2h可以达到89.2％，微波可使插层反应时间从通常的几天 缩短到2h。微波对KAc插层反应的诱导效应不明显，除了其盐类性质对微波作 用的影响外，其偶极距相对分子大小的比值小，是它在微波作用下效果不明显 的主要原因。 提出一种醋酸钾插层高岭石的模型：既醋酸根离子首先与水分子配位结合， 然后配位体中的水分了再与内表面铝羟基以氢键形式相结合，推断出水合K+离 子处于醋酸根中的甲基和硅氧画的复三方孔之间，并且水合K+离子部分处于复 三方孔中。 利用微波的特殊效果可使参与取代的丙烯酰胺与聚乙二醇的置换速度和置 换率迅速提高，在控制反应温度为80℃时，50分钟的微波辐照可使前者的置换 率高达77％。通过研究两种复合物的制备过程，探讨了微波对层间取代反应的 影响，并利用X射线衍射、红外光谱、TG/DSC分析、透射电镜等测试方法， 分析了插层复合物的微观结构，发现微波除了有增加插层速率等作用外，在条 件控制得当的情况下，还可以促使高岭石片层发生剥离而不破坏晶体结构。 这 一发现对于快速制备高岭石/有机物插层复合物提出了全新的思路，是对现有工 艺制备过程的创新性发展。 在微波辐射条件下以剥片的高岭石片晶为模板，通过控制反应区域并限定 产物的形态与取向，控制晶体的生长，制备了具有簇状晶须结构的纳米ZnO粒 子(晶须长200～350nm，直径40～60nm)，且其红外吸收能力大为增强。 本项研究工作得到了国家自然科学基金项目《微波协同层离剂制备高岭石 片晶纳米材料》(No：50372045）的资助。 关键词：微波 高岭石 插层复合物 剥片