近年来,聚合物基有机一无机纳米复合材料作为材料科学领域中的一枝新秀,已引起人们的广泛关注,这类材料具有有机和无机材料的特点,并通过两者之间的耦合产生出许多优异的性质,有着广阔的应用前景。聚合物与蒙脱土插层是制备高性能有机/无机纳米复合材料的一种新方法,也是当前材料科学领域的研究热点。所谓聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是指伸展的聚合物链插入层状硅酸盐纳米级厚度的片层与片层之间,或层状硅酸盐在聚合物中分层,形成具有一维纳米尺寸的复合材料。由于层状硅酸盐纳米粒子和聚合物分子链的协同作用,可以充分发挥无机材料的刚性、尺寸稳定性、热稳定性与聚合物的韧性、可加工性的特点,制备出性能优异的聚合物纳米复合材料。实验表明,由于蒙脱土片层以纳米级的尺寸分散在聚合物基体中,使得纳米复合材料的性能较常规的微米复合材料有大幅度的提高;在蒙脱土填充量很小的情况下,各项性能指标就能达到很高的水平。 原位聚合法的概念可源溯到上世纪的聚合填充制备聚合物复合材料的方法。先将催化剂负载于层状硅酸盐层间,再直接在层状硅酸盐上引发聚合,通过聚合热将层状硅酸盐撑开,形成纳米复合材料。原位聚合法消除了非极性的聚合物与极性的层状硅酸熔融共混过程中的焓、熵壁垒,容易制备出纳米复合材料。 在本论文中,我们首先对插层过程进行了理论分析,包括插层过程的热力学分析,动力学分析和相行为模拟,论述了插层过程的影响因素,并对本论文中研究课题的可行性进行了理论分析。 然后以醋酸乙烯酯、马来酸酐、环氧琥珀酸为原料与有机化蒙脱土插层,利用溶液聚合原位插层法制备了聚醋酸乙烯酯、聚马来酸酐、聚环氧琥珀酸/蒙脱土纳米复合材料,确定适宜的工艺条件。对其制备工艺条件进行了系统的研究,利用FTIR、XRD和DSC等方法对其结构与性能进行了分析与评价。