聚合物纳米复合材料-课件1详解.ppt
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(a) Organoclay (OMSFM) (wt %) dependence of HDT of neat PLA and various PLACNs. Suprakas Sinha Ray, et al, Chem. Mater. 2003, 15, 1456-1465 从图中可见,热变性温度比原树脂体系高,当蒙脱土为10%时,热变性温度高达116℃,与纯环氧同化物相比提高了40℃。可见蒙脱土片层在树脂中纳米级的分散对树脂耐热性能有大的提高。 阻燃性能 纳米复合材料(没有添加阻燃剂的情况下)在燃烧时具有以下明显特征:难点燃,火焰小、燃烧慢、无熔滴、烟雾少。 燃烧效果对比图,图左侧是纯 EVA、右侧是添加了 3.5 %有机蒙脱土的 EAV 纳米复合材料。 可以明显看出,经过一分钟的燃烧后,纯 EVA 的燃烧消耗量要远远多于纳米复合材料,同时出现严重的溶滴现象,反观 EVA纳米复合材料则具有明显的阻燃效果。 Comparison of the Heat Release Rate (HRR). plot for nylon-6, nylon-6 silicate-nanocomposite (mass fraction 5%)at 35 kW/m2 heat flux(热流量), showing a 63% reduction in HRR for the nanocomposite. flame retardant Jeffrey W. Gilman, Applied Clay Science, 15, 1999.31–49 放热速率显著下降 PP及其纳米复合材料的热释放速率对比 (热通量=35kW/m2) Selected video images at 100, 200, and 400 s in nitrogen at 50 kW/m2. Takashi Kashiwagi, Polymer 45 (2004) 881–891 阻燃机理: 这可能由于燃烧时剥离或插层结构坍塌而形成焦烧层、硅酸盐的层状结构起到了良好绝缘和质量传递阻隔层的作用, 减少了热释放率并阻碍燃烧产生的挥发物挥发。 纳米尼龙与其它阻燃剂有协同效应,可以减少其它阻燃剂的使用量 Proposed model for the torturous zigzag diffusion path in an exfoliated (剥离)polymer-clay nanocomposite when used as a gas barrier 阻隔性能 Montmorillonite content dependence of permeability coefficient (渗透系数)of water vapor in polyimide-clay hybrid. Montmorillonite content dependence of permeability coefficient of O2 in polyimide-clay hybrid KAZUHISA YANO,et al, Journal of Polymer Science: Part A Polymer Chemistry, Vol. 31,2493-2498 (1993) 应用价值:食品保鲜 纳米复合材料在包装方面应用(塑料啤酒瓶) 纳米粘土也可以用作阻隔增强剂。早期的重点主要放在食品和饮料包装,现如今与汽车燃油系统相关的用途也迅速兴起 插层纳米复合材料的特点 1 粘土的含量一般5%,复合材料的力学性能已有很大提高。 传统的增强材料白炭黑、炭黑、轻质碳酸钙的填充量却要达到20%~60%。 2 纳米粘土片层具有高度一致的结构和各向异性,提高了复合材料对溶剂分子和气体分子的阻隔性、抗静电性和阻燃性。 3 复合材料能够保持低应力条件下较好的尺寸稳定性 4 具有较高的热形变温度 5 热塑性插层纳米复合材料具有再生性,并且再生的复合材料能够获得进一步增强的力学性能。 6 复合材料因分散有纳米级片层材料,因而具有光滑的表面结构 Selected Applications Automotive (Enhanced Modulus and Dimensional Stability,Higher Heat-Distortion Temperature,Improved Scratch and Mar Resistance耐刮擦性) Packaging (Permeation Barrier) Flame Retardancy 聚合物/层状硅酸盐复合材料的应用 上世纪80年代,日本丰田中央研究院在最早用于丰田车内部件的尼龙6纳米复合材料,但是由于价格的原因很快被放弃了。 通用汽车公司在其
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