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纳米技术在聚氨酯氨纶纤维应用取得突破
纳米应用中关链技术解决纳米粒子的分散防止团聚,由于纳米微粒表面活性很高,极易产生团聚,湖北水滑石,从而失去纳米微粒的性能,如何防止纳米微粒团聚,如何保证高分子聚合物中纳米尺度分散是制备纳米高分子聚合物的技术难点。
一般纳米粒子采用有机物质(如表面活性剂)对其表面加以处理。在纳米技术聚氨酯弹性体材料中有两种方法效果明显:一种方法称为原位聚合法,经表面处理的纳米粒子加入到单体中,然后引发单体聚合,从而达到纳米改性聚合物目的。再由硅胶分介成纳米SiO2,将此工艺与聚酯多元醇合成工艺结合一起,即可制得纳米聚酯多元醇。用此纳米聚酯多元醇原料可制得高性能的纳米改性氨纶。(包括干法和熔纺法)
插层复合纳米技术,就是将单体或聚合物插进层状无机物片层之间,再将厚1nm,宽100nm左右的片状结构基体元剥离,使其均匀分散于聚合物中。从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。此种纳米技术已由中科院化学所孙贤育研究员、孔克健研究员和北京大学化学与分子工程学院吴瑾光教授等科技人员在干法氨纶应用中研究成功,并已获得了发明专利。
该发明选用了无机层状纳米材料如硅酸铝盐的蒙脱土(MMT),镁铝盐的水滑石(LDHS)。首先对纳米材料进行有机化表面处理,防止纳米材料团聚,未经处理的蒙脱土的层间距为1nm左右,片层面积由于折叠堆积达到数微米。经有机化处理后层间间短为1.9nm,片层面积达到200-300nm。经有机化处理的纳米蒙脱土引入到氨纶制造中扩链剂组分,由于扩链剂与预聚体反应发生大量热量将片层撑开、引入扩链剂单体分子后蒙脱土面层的间距扩大到2.7nm,而片层面积由于崩裂作用,pvc热稳定剂,进一步缩小到数十纳米。由此实现了蒙脱土层状物在高分子基体中纳米级分散。水滑石具有同样的历程和效果,但水滑石层间距明显大于蒙脱土。
此种由氨纶纤维PU材料与层状纳米材料复合成的纳米氨纶纤维,能充分发挥纳米材料的小尺寸效应和表面效应;表现出超qiang的表面性能和物理交联效应;起到增加高分子链间作用力,提高氨纶PU软段的结晶度,从而使氨纶纤维具有更高的机械力学性能和良好的阻燃、抑菌、防霉性能和优良的耐氯性能。
插层纳米复合技术,水滑石价格,从理论上讲,水滑石热稳定剂,同样也适合于熔纺氨纶。
小结:
纳米插层复合技术,对干法氨纶综合性能有大幅度提高。其中断裂伸长率,丝的强度和耐氯性能的提高表现更为突出。这是改进和提高氨纶品质的一种有效技术途径。
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合成水滑石和LDH的区别
水滑石主要用于PCV热稳定剂、阻燃剂、填充剂,农用薄膜中的缓释剂:催化剂,同时在医yao材料、杀菌材料上也有广泛的用途。
层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs)为主体,光学敏感分子-酸性橙5(AO5)、希夫碱衍生物(AMH)为客体,分别选用十二烷ji苯磺酸钠(SDS)和戊烷磺酸钠(PS)为分散剂客体,采用溶剂蒸发法、原子层状沉积-原位生长法构筑了两种不同取向的
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2.水滑石结构及作用机理:
水滑石是一种具有层状结构的化合物(图1为镁铝水滑石层状结构图),水滑石的通式可表示为[M2+1-XM3+X(OH)2]X+[An-X/n?mH2O]X-其中M2+为二价金属阳离子,M3+为三价金属阳离子。An-为碱性溶液中可稳定存在的无机和有机阴离子,不同的M2+和M3+,不同的层间阴离子An—便可形成不同的水滑石。常见水滑石的化学组成包括层板内原子以共价键(离子键、氢键)连接并具有可交换的阴离子(如CO32-、Cl),其Zui基本的性能是碱性,特殊的化学组成和晶体结构,使其具有一系列独特、优异的性能和功效。该类材料中CO32-可以有效地吸收PVC降解时脱出的HCl,减缓HCl对PVC树脂的自催化作用,起一个酸吸收剂的作用。
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