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理论与研究 马调调·PBAT/OMMT 复合材料的力学性能研究
从表中数据可以看出，纯 PBAT 的结晶温度 T c 内，随着搅拌温度的升高，片层间距增大，70℃时，
为 68.6 ℃， 而 MMT 所占纳米复合材料比例分别为 d 001 ≈3.355 3 nm，为研究范围内的最大值。虽然增大
2%、4%、6%、8% 时，复合材料的结晶温度分别 插层温度可以提高插层效果，但层间距增加的幅度较
为 73.3 ℃、73.0 ℃、70.2 ℃、69.8 ℃，即纳米复合材 小，在室温下插层即可达到较为满意的效果。插层时
料的结晶温度 T c 明显大于纯的 PBAT。进一步说明 间为 2 h 时，层间距为 3.129 2 nm。插层时间延长到
了 MMT 的加入使 PBAT 的结晶温度 T c 增大。这是 4 h 和 6 h，层间距可以进一步增大，但增大幅度很小，
由于 MMT 在 PBAT 基体中异相成核导致结晶速度加 同时还增加了时间消耗和能量消耗，所以插层时间在
快、结晶结构更完善。具体来讲，MMT 的加入使其 2 h 即可。MMT 用量为 2% 时，分剥离甚至完全剥离。
与 PBAT 基体之间的界面黏结力增大，导致 PBAT 链 MMT 用量为在 2%~8% 内时，层间距变化不大。
段易吸附成核 (PBAT 长链在 MMT 片层中进行有序性 （3）水相法处理的插层效果要比固相法处理好 ；
排列 )，加快了复合材料的结晶速度和形成晶体的完善 因为水相法的后处理较为繁琐，而固相法则不存在后
程度，宏观上表现为其结晶温度 T c 的增高。同理，可 处理工艺，所以固相法更有利于实际的生产和研究。
以看到当结晶度达 50% 时的时间 t 1 /2 的变化趋势。纳 （4）可降解聚酯 PBAT/OMMT 纳米复合材料的
米复合材料的 t 1 /2 均小于纯的 PBAT，而纳米复合材 拉伸强度最大增加值为 4.99 MPa，与纯的 PBAT 相比
料中，随着 MMT 含量的增加，t 1 /2 渐渐变小。 提高了 23.39%，其断裂伸长率的最大增加值为 15%。
由于 MMT 具有异相成核剂作用，PBAT 的结晶速率
纳米复合材料随着 MMT 含量的增加结晶温度 T c
逐渐下降，这是因为 MMT 含量较高时，在基体中易 加快，但结晶度降低。
发生团聚，使其结构尺寸增大，不能有效起到异相成 （5）通过控制插层剂用量、搅拌温度、搅拌时间
核剂的作用。因此，会出现看到的 T c 下降趋势。通过 能够制备有机化充分的有机蒙脱土。PBAT/OMMT 纳
计算的结晶度 x 逐渐减小，这是因为虽然 MMT 起到 米复合材料其性能较纯的 PBAT 优异，力学性能、热
异相成核剂的作用，加快 PBAT 的结晶速率，但随着 性能较好，能达到预期的实践效果。可见纳米复合材
晶体的增大，均匀分散在 PBAT 基体中的 MMT 片层 料的有其研究价值。
最终会阻碍晶体的进一步长大，所以复合材料的结晶
度会变小。 PBAT 其余变量熔融温度 (T m )、转变温度 (T g ) 参考文献 ：
[1] 赵西坡 , 彭少贤 , 寇志敏 , 等 . 原位插层聚合 PA6/OMMT
变化均不明显。
纳米复合材料工艺研究 [J]. 现代塑料加工应用 , 2009,
21(3):50~52.
3 结论 [2 王俊环 , 王锡臣 . 熔融插层法制备聚合物 / 纳米蒙脱土的研究
进展 [J]. 现代塑料加工应用 , 2005, 16(4):44~47.
本实验通过固相法熔融插层成功制备了可降解聚
[3] 刘生鹤 , 樊庆春 , 周兴平 . 熔融插层法制备聚合物 / 蒙脱土纳
酯 PBAT/OMMT 纳 米 复 合 材 料。 详 细 研 究 了 插 层 剂 米复合材料 [J]. 合成树脂及塑料 , 2005, 22(1):76~78.
用量、搅拌温度、搅拌时间、MMT 用量对插层效果 [4] 倪卓 , 孙忠梅 , 宫永辉 . 马来酸酐接枝聚丙烯对聚丙烯 / 蒙脱
的影响。另外，本实验比较了固相法和水相法两种方 土纳米复合材料的影响 [J]. 高分子材料科学与工程 , 2006,
21(6):79~82.
法对插层效果的影响。最后利用了 XRD 衍射实验、
[5] 康成 , 黄卫 , 夏平 . 苯乙烯马来酸酐共聚物 (SMA) 化学改性
DCS 实验及力学性能测定实验对纳米复合材料的性能 制备荧光聚合物及其荧光性能研究 [J]. 感光科学与光化学 ,
进行表征，现总结如下 ： 2002, 20(3):161~168.
[6] 邱桥平 , 谢新春 , 谭磊 . 可生物降解 TPS/PBAT 复合材料的制
（1） 通 过 XRD 表 征， 且 CTAB:MMT=1:5 时，
备 [J]. 合成树脂及塑料 , 2009, 26(3):13~16.
OMMT 的 d 001 ≈1.894 0 nm，而 MMT 的 d 001 ≈1.247 1 nm， [7] 郜君鹏 . 聚对苯二甲酸乙二酯 / 蒙脱土纳米复合材料的制备及
可以看出经过有机化后的蒙脱土其层间距增大，证明 性能研究 [D]. 东华大学 , 2005.
[8] 马鹏程 , 王向东 , 许国志 . 熔融插层法制备聚乳酸 / 蒙脱土纳
插层剂分子进入了 MMT 片层空间。
米复合材料的研究进展 [J]. 中国塑料 , 2009, 23(7):6~10.
（2）插层剂用量、搅拌温度，搅拌时间都成为了 [9] 杨红梅 , 郑强 . 熔融插层制备聚合物 — 层状硅酸盐纳米复合
影响插层效果的因素 ；随着插层剂含量的不断增大， 材料研究进展 [J]. 功能材料 , 2003, 3(34): 235-237.
层间距也不断增大。当 CTAB ： MMT=5:5 时，层间距 [10] 李彦菊 , 高飞 , 刘润静 . 纳米粒子分散性原理的研究 [J]. 甘肃
石油化工 , 2008, 20(1):21~40.
d 001 ≈3.474 1 nm，为设定范围内的最大值 ； 30~70℃
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