聚合物/粘土納米復合材料的制備引起了廣泛的關注，已成為用聚合物實現高性能化的一個新方法[1,2,3]
，在傳統的聚合物基復合材料的基體與增強體之間構建一定強度的界面，是確保應力傳導進而提高材料性能的關鍵
通常認為，只要聚合物基納米復合材料中具有較大比表面積的納米填料均勻分散在聚合物的基體中，就會在聚合物基體與納米填料間形成較強的界面作用力，從而提高材料的性能
因此，前期的研究主要集中在實現粘土在聚合物基體中的均勻分散及高度剝離/插層
例如，對于環氧樹脂/粘土納米復合材料體系，選用適當的有機修飾劑改性黏土并結合各種制備工藝，如超聲、球磨,特別是“粘土淤漿復合法”等[4,5,6,7],已經制備出具有無規剝離結構的環氧樹脂/粘土納米復合材料
但是，許多研究結果表明：粘土在聚合物基體中良好的分散及高度插層/剝離并不能確保納米復合材料的性能獲得顯著提高[8,9,10]
聚合物基納米復合材料界面強度的構建及其對材料力學性能的影響這一關鍵問題，直到近年才引起有限的關注[9,11,12]
選擇適當的粘土修飾劑既是改善其在聚合物基體中分散程度的有效方法，也是構建界面作用力的主要手段
就環氧樹脂/粘土納米復合材料而言，常用的修飾劑有脂肪族或芳香族季銨鹽[13,14,15]和帶有羥基的季銨鹽
脂肪族或芳香族季銨鹽修飾劑與環氧樹脂的作用力較弱，既不能形成良好的分散也不能形成較強的界面作用力，使用其制備的復合材料其力學性能往往不能提高甚至劣化；帶有羥基的季銨鹽[16,17,18]，由于其可與環氧樹脂上的羥基形成氫鍵，從而在環氧樹脂基體與粘土之間構建一定強度的界面作用力
但是，用這類有機化粘土制備的材料其力學性能的改善也很有限
使用能參與固化反應的反應型修飾劑，可構建較強界面作用力
例如，將二元胺類化合物進行單質子化后用于改性粘土，然后使用有機修飾劑上保留的氨基參與環氧樹脂固化反應，可構建較強的界面作用力[9,19]
但是二元胺的單質子化很難控制，等當量酸化方法只能得到完全質子化的產物[20]并不能保留反應基團
因此，合成適當的能在聚合物基體與粘土片層之間構建較強界面作用力的有機修飾劑以及界面作用力對材料性能的影響，仍然是亟待解決的關鍵問題
此外，有機修飾劑的界面作用還依賴粘土片層在聚合物基體中的分散/剝離程度
只有粘土片層均勻分散于聚合物基體中并且高度剝離，有機修飾劑才能充分與聚合物大分子
聲明：
“反應型有機修飾劑對環氧樹脂/粘土納米復合材料熱/機械性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：陳斌,裴鑫鵬,徐揚,張英
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2025年08月05日 ~ 07日 
