超臨界二氧化碳中制備納米復合材料
近年來,材料的高性能化、多功能化一直是重要的研究方向,而采用蒙托土(MMT)改性聚合物是這一研究領域的熱點。這其中,兩相熔融插層復合法因為其環境友好以及與現行聚合物加工技術相容已成為最主要的聚合物基/MMT納米復合材料的制備方法之一,但加工過程中的高溫熔融易誘發基體大分子降解是該法存在的主要缺陷; 另外,已有大量研究工作采用原位聚合法制備聚合物基/MMT納米復合材料,但MMT含量高于3%時,常導致MMT的插層效果不均勻,體系中同時出現未插層、插層與剝離的情況,從而影響復合材料的性能。本項目提出了一種制備這類納米復合材料的新方法:以超臨界二氧化碳(SCCO2)作為介質,原位分散聚合制備聚合物基/MMT納米復合材料。該全新聚合工藝有如下特點:反應溫度較低(60℃左右),可避免加工過程中因高溫熔融使大分子鏈降解的弊病;另外,由于SCCO2的粘度低、傳質快,易于制得MMT含量高、且插層效果均勻的聚合物基/MMT納米復合材料;SCCO2不燃、無毒、價廉,能替代眾多有機溶劑,避免環境污染;SCCO2對單體和聚合物的溶解能力可以通過溫度和壓力進行調節,故通過減壓即可實現反應-分離一體化,省卻了高能耗的脫溶劑過程,因此使用SCCO2作為聚合反應的介質符合可持續發展的要求。
華東理工大學
2021-04-11