0   引言

蒙脱土纳米复合材料是近l  O年发展起来的一类新 型复合材料，与常规复合材料相比，具有许多突出的 优点：天然存在、资源丰富、价格低廉；很低的无机 相即可使材料的力学性能、热性能以及阻隔性能、阻 燃性能等得到显著改善，还兼具有其他特殊的功能⋯。
其界面性质由亲水变成疏水，增加层间距，利于与聚
合物的插层。通过采用长链烷基季铵盐改性蒙脱土， 使其层间距得到增加；同时利用偶联剂能够架起无机 物与有机物之间的“桥梁”，对改性后的蒙脱土进行二 次改性来增加蒙脱土与聚合物的相容性，从而获得高 性能无机纳米复合材料。

1    材料与方法

1．1    材料与主要仪器
原材料：EVOH  AT4403(乙烯／乙烯醇共聚物)，乙 烯质量分数为44％，质量浓度为1．14  g／cm3，浙江余姚 市博一贸易有限公司生产；钠基改性蒙脱土：自制。 化学试剂：N，卜卜二甲基甲酰胺，分析纯；双十八烷
基二甲基氯化铵；硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570； 钛酸酯偶联剂。
主要实验设备与仪器见表l。
表1  实验设备与仪器
Table 1  Equipmentsand imtruments of experiments

仪器名称          仪器型号                  生产厂家 变速调频搅拌器  JBV一Ⅲ中南大学自动燃开发公司 控温电热套      KDM        山东菏泽康益电子仪器厂
电子天平        I，I．6000-S MEFII_ER梅特勒一托利多M唧琢
傅立叶红外光谱仪    NICOLE'13舳Fr-IR美国 广角x一衍射仪D8一ADVANCED德恫布鲁克AXS有限公司 扫描电镜Hitachi S一3000N    日本日立公司 智能电子拉力机   XLw(L)      济南兰光技术发展中心 透气性测试仪   BTY—B1           济南兰光技术发展中心 透湿性测试仪TSY—T3        济南兰光技术发展中心 透光性／雾度测定仪WGT—S           上海精密科学仪器公司

1．2    蒙脱土的有机化处理12】 取一定量的纳基蒙脱土(MMT)和去离子水配成蒙
脱土悬浮液，用HCl调制溶液pH值为1，恒温(80℃) 加热搅拌3 h后加入一定量的改性剂双十八烷基二氯化 铵，恒温(80℃)加热搅拌3 h后趁热过滤，并反复用 热的去离子水洗涤沉淀物，直至溶液用AgN03检验无Cr 存在，然后恒温(80 oC)干燥，制得有机蒙脱土(OMMT    o
1．3    偶联剂改性有机蒙脱土 将制得的有机蒙脱土分散在水中，搅拌均匀，配
制成质量分数为0．2％的溶液，然后往配制好的溶液中
加入一定量的偶联剂，在恒温40℃下搅拌5      h，烘干 研磨过200目筛备用。
1．4   溶液插层法制备EVOH，蒙脱土纳米复合材料 将25 g EVOH树脂和100 mL N，N|一二甲基甲酰胺溶 剂加入三口烧瓶中，加热至120  oC并搅拌使EVOH树脂 充分溶解；取一定量改性蒙脱土(质量分数5％)溶 解到20 mL N，N一二甲基甲酰胺溶剂中并倒入上述溶液
中，回流搅拌2  h备用。
1．5   EVOH／蒙脱土纳米复合膜的制备
在EVOH／蒙脱土纳米复合材料溶液制成后，要趁 热将溶液倒在平滑的玻璃面板上，让其均匀覆盖；然 后将玻璃板放入电热恒温真空干燥箱里，将温度设定 到100℃，干燥1   h后将其从玻璃板上剥离下来，即得 EVOH／蒙脱土纳米复合膜。
1．6衷征与测试
表征测试：FTIR测试；XRD测试；SEM测试。 膜性能测试：力学性能测试(GBl3022-1991)、透
气性测试(GB 1038—2000)、透湿性测试(GB  1037-88)、
透明性测试(GB2410-80)。

2   结果与分析

2．1    FTIR研究 图1为钠基蒙脱土和改性后有机蒙脱土的红外光
谱图。蒙脱土的化学式为：
(Na，K,Ca)o33(A11 67M岛∞)Si40lo(0H)2ⅥH20， 所以在蒙脱土原土的红外光谱图上波数为450—540   cmq 处出现了硅氧四面体和铝氧八面体的内部振动，在波 数为751．88 cml和l 578．29 cm-1附近出现Si—O键的伸 缩振动，在2 428．61 cml和3 570．28 Clllq出现羟基弯曲 和伸缩振动；再由图可见，改陛后的蒙脱土在2 400 cml 附近的特征峰明显减弱，这是由于有机改性使得蒙脱 土产生了疏水作用，导致羟基间的缔合减少【3J，从而 可知插层剂已进入到蒙脱土片层间；同时改性蒙脱土 在2950。2 830cm-1和1 500cm-1附近出现H—C—H的 对称伸缩振动峰和非对称伸缩振动峰，这也表明改性 剂双十八烷基二氯化铵确实已经渗透到蒙脱土的硅酸 盐片层间。
圈l奠脱土与有机蒙脱土的红外光谱圈
Fig．1 The FTIR spectra of montmorillonite clay
’
and organic montmorillonite clay

2．2    XRD研究 对蒙脱土改性的目的主要在于对蒙脱土进行表面
修饰，改善界面微环境，使其界面性质由亲水变成疏
水，增加层间距，利于与聚合物的插层。而XRD普图
 
中，衍射角20<100时出现的峰为蒙脱土d。．面峰，
反映的是蒙脱土层间距；根据Bragg方程2d     sin0=A[41 (d为蒙脱土片层间的平均距离，A为人射x射线的波 长)即可算出蒙脱土片层间的距离，从而最终确定蒙 脱土的改性效果。
从图2、3可知，经有机化处理的蒙脱土特征峰有 向日小角偏移的趋势，由Bragg方程可得层间距d与 衍射角8成反比，随着衍射角0减小，层间距d将增 大。图2中蒙脱土特征峰的衍射角2     0=6．00，而改性
后蒙脱土有2个明显的曲线峰，相对的衍射角分别为
2 0，=4．50和2 9，=2．50，通过公式可计算出：钠基蒙脱 土层间距d=1．470 am；双十八烷基二氯化铵改性蒙脱 土层间距dl=1．961 nm，么=3．529 am，可见蒙脱土的层间 距有较为明显的增加，这表明插层剂成功地进入了蒙 脱土的片层之间，并使蒙脱土片层间距增大。(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）