1. 研究目的与意义
在蒙脱土用于高分子材料等有机体系之前,一般要对其进行有机化改性以增加蒙脱土的有机相容性、减少界面能和扩大层间距,便于其与壳聚糖等高聚物的分散、吸附和结合。
利用季铵盐和硅烷偶联剂两种不同作用机理的有机改性剂对蒙脱土进行有机改性,增加蒙脱土层间距离,为壳聚糖的有效插入创造条件,进而比较壳聚糖与不同的有机改性蒙脱土纳米复合材料在纸张表面形成薄膜的阻隔氧气和阻隔水蒸气的性能。
2. 国内外研究现状分析
随着纳米技术的发展,有机材料和无机材料从分子水平上复合得到的新型材料可以综合各种材料的优点。因此,越来越多的学者投入了这项研究。20世纪80年代末期,日本丰田研究所的Okada等人报道了尼龙6/层状硅酸盐纳米复合材料,迄今这一领域已经得到了长足的发展,成为了目前聚合物材料研究领域一个热点。人们对其制备的研究也越来越多。Okada等人使用阳离子表面活性剂烷基季铵盐对粘土表面进行了有机处理,然后将有机化后的粘土与己内酰胺单体混合并引发聚合反应。通过这种方法,得到了粘土以纳米级尺寸分散在尼龙基体的纳米复合材料。Usuki等人对有机插层剂对于插层复合的影响进行了深入研究,并制备出一系列聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料。一批具有前瞻性和技术远见的企业纷纷介入到这一领域,研发了一批聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料和产品并应用于各个领域。
我国也在努力研究中,更多的学者,包括学校的老师同学都在不断的探索研究改性蒙脱土的最佳条件,以获得最佳聚合物与蒙脱土复合改性条件,从而应用于生产。由于壳聚糖分子结构上带有亲水基团,使得对水蒸气的阻隔性很差,国内外学者向壳聚糖中添加各种疏水性物质对壳聚糖改性,结果均不理想。因此,壳聚糖纳米复合材料应运而生。利用季铵盐和偶联剂改性蒙脱土后,即使用插层复合技术,季铵盐等作为插层剂,使得蒙脱土片层之间的重复距离增加,最后与壳聚糖结合,可以获得具有优良性能的材料,应用于造纸,医药等多方面。研究表明壳聚糖和蒙脱土(MMT)制得的复合涂料能使壳聚糖膜具有良好的抗水性、阻隔性和机械性能。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
①不同的阳离子季铵盐表面活性剂对蒙脱土层间距的影响;
②不同的硅烷偶联剂对蒙脱土层间距的影响;
4. 研究创新点
采用生物可降解壳聚糖复合蒙脱土作为造纸涂料,具有良好的阻隔性,防霉性,抗水性,机械性能。
