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聚合物/层状无机物纳米复合材料是一种性能优良有广泛应用前景的新型复合材料,层状无机物由于其二维层状结构的异向性和特殊性能引起了人们的广泛关注,利用层状无机物制备二维纳米复合材料已成为高分子领域的一大研究热点。所以,环氧树脂和层状无机纳米材料复合使环氧树脂的改性研究工作进入了一个全新的时期,呈现出一幅崭新的局面。 其中二维层状无机物水滑石具有阻燃、消烟、填充三种功能,是一种高效、无卤、无毒、低烟的新型阻燃剂,因而制备环氧树脂/水滑石纳米复合材料,研究其阻燃抑烟性能有着广阔的应用前景和经济价值。 本论文旨在利用原位聚合方法制备插层型环氧树脂/水滑石纳米复合材料,详细研究了水滑石和红磷对环氧树脂阻燃的协同效应。为此,论文首先研究了高结晶度Mg-Al碳酸根型水滑石的合成以及丙氨酸柱撑水滑石的离子交换法制备工艺;然后在低温下利用丙氨酸引发成功地合成了低分子量聚酰胺6,在此基础上通过原位聚合制备了水滑石存在下的低分子量聚酰胺6;将其作为一种高分子固化剂与商用聚酰胺650一起协同固化环氧树脂,最终制备了插层型环氧树脂/水滑石纳米复合材料。此外,为了进一步提高插层型环氧树脂/水滑石纳米复合材料的阻燃性能,在上述体系中添加红磷,研究了水滑石和红磷对环氧树脂的协同阻燃效应。本文采用了XRD、热重分析、凝胶色谱仪(GPC)、旋转黏度计、紫外可见光分光光度计、垂直燃烧法、光学显微镜及扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了测试及表征。 结果表明:采用尿素法成功合成了高结晶度水滑石,层间距为0.76nm,分子组成式为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O,纯度在90%以上;丙氨酸离子插层作用并没有改变水滑石的层板结构和组成,交换过的水滑石仍具有良好的层状结构,交换量为48.4%;在低温下,用丙氨酸引发成功合成了低分子量聚酰胺6,得到油酸为最佳的封端剂,在有效降低聚合产物分子量的同时,聚合产物粘度最小;