超臨界二氧化碳中制備納米復(fù)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(lǐng)域的熱點。這其中,兩相熔融插層復(fù)合法因為其環(huán)境友好以及與現(xiàn)行聚合物加工技術(shù)相容已成為最主要的聚合物基/MMT納米復(fù)合材料的制備方法之一,但加工過程中的高溫熔融易誘發(fā)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(fù)合材料,但MMT含量高于3%時,常導(dǎo)致MMT的插層效果不均勻,體系中同時出現(xiàn)未插層、插層與剝離的情況,從而影響復(fù)合材料的性能。本項目提出了一種制備這類納米復(fù)合材料的新方法:以超臨界二氧化碳(SCCO2)作為介質(zhì),原位分散聚合制備聚合物基/MMT納米復(fù)合材料。該全新聚合工藝有如下特點:反應(yīng)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(zhì)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(fù)合材料;SCCO2不燃、無毒、價廉,能替代眾多有機溶劑,避免環(huán)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(jìn)行調(diào)節(jié),故通過減壓即可實現(xiàn)反應(yīng)-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(yīng)的介質(zhì)符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
華東理工大學(xué)
2021-04-11