木材／蒙脱土（MMT）纳米插层复合材料的制备构想.doc

木材／蒙脱土（MMT）纳米插层复合材料的制备构想 第41卷第1期 2005年1月 林业科学 SCIENT1ASILVAESINICAE Vo1.41.No.1 Jan.,2005 木材/蒙脱土(MMT)纳米插层复合材料的制备构想 吕文华赵广杰 (北京林业大学材料科学与技术学院北京100083) 摘要:基于聚合物/蒙脱土纳米插层复合材料的研究成果,综述了插层复合方法的原理,工艺过程和产品性能, 分析比较了单体插层原位聚合和聚合物直接插层等方法.从木材与蒙脱土的结构和组成特性出发,分析比较了木 材与聚合物溶解,熔融性的不同,讨论了利用插层复合原理制备木材/蒙脱土纳米复合材料的基本构想,并进一步 提出了相应的技术路线和工艺流程概念图. 关键词:木材;蒙脱土;纳米插层复合;工艺流程 中图分类号:$784文献标识码:A文章编号:1001—7488(2005)01—0181—08 NanoIntercalationCompoundingofWoodlMontmorillonite(MMT) LaWenhuaZhaoGuangjie (CollegeofMaterialScienceandTechnology,BellingFore~tryUniversityamp;1ooos3) Abstract:Researchesonwoodnanocomposites,whichinvolvenanoscienceandtechnology,woodscience,materialsscience andotherrelatedsubjects,haveimportantsciencesignificationandpromisingprospectforthedevelopmentand~tuayofnewwood compositeswithhighappendingvaluesandmulti—properties.Basedonthegreatachievementsofpolymer/montmorillonite(MMT) nanocomposites,thispapersystematicallyreviewedthenanointercalationcompoundingmethodsofinsituintercalative polymerizationandpolymerintercalation.Accordingtothemainchemicalcomponentsandcellwallstructureofwoodandthe structureandpropertiesofmontmorillonite,thispaperdiscussedtheliquefactionandplasticizationofwoodandthemodificationof MMT,andthenputforwardthebasicidea,thetechnologicalprocessesandtheschematicdiagramtopreparewood/MMT nanocomposites. Keywords:wood;montmorillonite(MMT);nanointercalationcompounding;technologicalprocess 日本(Okadaeta1.,1987)首次用插层法制备了尼龙6/蒙脱土(MMT)纳米复合材料,在少量蒙脱土的添 加下,尼龙6的力学,热学等性能得到了很大提高.从此材料界广泛地开展了各种聚合物/MMT纳米插层复 合材料的研究.插层复合法工艺简单,原料来源丰富,价格低廉,产品性能好,是当前材料领域传统材料改性 和新材料开发研究的热点,它是制备高性能聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLS)的一种重要方法 (Alexandreeta1.,2000).而具独特结构特性的蒙脱土是插层法制备有机,无机纳米复合材料的最重要的一 类无机物(Chineta1.,2001). 随着我国森林资源结构的变化,人工林木材的市场占有额愈来愈大,而人工林木材的某些固有缺陷制约 着其应用.木材与无机蒙脱土在纳米尺度上复合,能够提高木材的强度,阻燃性,耐磨性,耐腐性及尺寸稳定 性等性能,这对于缓解我国木材资源的紧张局面,保护地球生态环境等都具有十分重要的意义.本文基于聚 合物/蒙脱土纳米插层复合材料的研究成果,从木材与蒙脱土的结构和组成特性出发,讨论了利用插层复合 原理制备木材/蒙脱土纳米复合材料的基本构想,技术路线和工艺流程概念图. 1插层复合法 插层复合法是将单体或聚合物插入层状硅酸盐片层间,或克服其层间作用力使纳米片层剥离而均匀分 散于聚合物中,实现聚合物与无机硅酸盐在纳米尺度上的复合.插层复合法,包括单体