苯并惡嗪基納米復合材料的制備與進展（總結)

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1、1.1納米復合材料概述“納米復合材料”的說法起始于20世紀80年代晚期，由于納米復合材料種類繁多和納米相復合粒子所具有的獨特性能，一旦出現(xiàn)即為世界各國科研工作者所關注，并看好它的廣泛應用前景。納米復合材料是由兩種或兩種以上的固相至少在一維以納米級大小復合而成的復合材料。這些固相可以是非晶質、半晶質、晶質或兼有之，而且可以是無機物、有機物或二者兼有。納米復合材料也可以是指分散相尺寸有一維小于100nm的復合材料，分散相的組成可以是無機化合物，也可以是有機化合物，無機化合物通常是指陶瓷、金屬等，有機化合物通常是指有機高分子材料。當納米材料為分散相，有機聚合物為連續(xù)相時，就是聚

2、合物基納米復合材料。聚合物/納米復合材料的制備有許多方法，目前使用比較多的是插層法，并取得較好的效果。插層復合法分為兩大類：（1）插層聚合法（IntercalativePolymerization）即先將聚合物單體分散、插層進入層狀硅酸鹽片層中，然后引發(fā)原位聚合，利用聚合時放出的大量熱量，克服硅酸鹽片層間的庫侖力，從而使硅酸鹽片層以納米尺度與聚合物基體復合。（2）聚合物插層（PolymerIntercalation）即將聚合物熔體或溶液與層狀硅酸鹽混合，利用力學或熱力學作用使層狀硅酸鹽剝離成納米尺度的片層并均勻分散在聚合物基體中。按照聚合反應類型的不同，插層聚合也可分為插

3、層縮聚和插層加聚兩種類型。聚合物插層又可分為聚合物溶液插層和聚合物熔融插層兩種。聚合物溶液插層是聚合物大分子鏈在溶液中借助于溶劑而插層進入粘土礦物的結構片層間，然后再揮發(fā)除去溶劑。這種方式需要合適的溶劑來同時溶解聚合物和分散粘土礦物。聚合物熔融插層是聚合物在高于其軟化溫度下加熱，在靜態(tài)條件或剪切力作用下直接插層進入粘土礦物的片層間，這種方法具有顯著的優(yōu)點，如工藝簡單、成本較低等，但對插層劑的選擇和處理工藝有較高的要求[1-6]。1.1.1聚合物/納米復合材料的性能納米復合材料在基本性能上具有普通復合材料所具有的共同特點，但也有差異。(1)可綜合發(fā)揮各組分的協(xié)同效能，這是其

4、中任何一種材料都不具備的多種性能，納米復合材料的這種協(xié)同效應非常顯著。(2)性能的可設計性，可針對納米復合材料的性能需求進行材料設計和制造，例如，當強化紫外光屏蔽作用時，可選用TiO2納米材料進行復合;當強調經(jīng)濟效應時，可選用CaCO3納米材料進行復合;當強調耐熱性能時，可選用聚酞胺基材料與納米材料的復合。(3)可按需要加工材料的形狀，避免多次加工和重復加工。如利用填充納米材料方法，經(jīng)紫外光輻射可一次性加工成特定形態(tài)的薄膜材料納米復合材料的性能可設計性是納米復合材料基本性能的最大特點，性能設計要考慮到諸多影響因素，如納米材料的分散粒度與分散均勻度、納米材料的活性、納米材料

5、的含量;納米材料與有機聚合物的相容性、有機聚合物的可加工性:納米復合材料的適用對象、適用環(huán)境等。1.1.2聚合物/納米復合材料的研究現(xiàn)狀聚合物納米復合材料還處于發(fā)展階段，但根據(jù)預測，納米復合材料將會迅速發(fā)展，成為近10年來對塑料工業(yè)影響最大的技術。聚合物通過熔融復合或者原位聚合技術利用2%～5%的納米填料進行增強改性，即可大幅度改善其熱學-力學性能、氣體阻隔性能和阻燃性能，而且可以獲得比常規(guī)填料增強的聚合物材料高得多的耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性能和導電性能。影響納米復合材料發(fā)展的一個重要因素是納米填料的產量很小，從而造成其成本居高不下。隨著納米填料產量的逐漸增多，其價格必將大幅

6、降低，從而降低最終復合材料的生產成本。中國的納米填料生產發(fā)展極為迅速，這必將擴大納米填料的市場規(guī)模，為納米復合材料的發(fā)展提供基礎?！　∮绊懠{米復合材料發(fā)展的另一個因素是納米復合材料的性能還需提高。例如，純納米復合材料并不具備足夠高的阻燃性能，不能滿足電器領域和許多對阻燃性能要求嚴格的應用的要求。進一步提高納米復合材料的綜合性能，是納米復合材料拓寬應用領域的必經(jīng)之路[7-15]?！　”M管納米復合材料的商業(yè)應用領域屈指可數(shù)。但是隨著技術的突飛猛進，納米復合材料的應用領域必將有大的改觀。1.2苯并噁嗪/蛭石納米復合材料1.2.1苯并噁嗪苯并噁嗪化合物或者稱為3，4-二氫-1，3

7、-苯并噁嗪(3，4-dihydro-1，3-benzoxazine，簡稱為苯并噁嗪)是一類含雜環(huán)結構的中間體，一般由酚類化合物、伯胺類化合物和甲醛經(jīng)縮合反應制得。在加熱和(或)催化劑的作用下，苯并噁嗪發(fā)生開環(huán)聚合，生成含氮且類似酚醛樹脂的網(wǎng)狀結構。因此，人們將這種新型樹脂亦稱為開環(huán)聚合酚醛樹脂。苯并噁嗪的合成及開環(huán)聚合反應路線示意如圖1.1。這種新型苯并噁嗪樹脂的合成工藝簡單，原料來源廣泛，成本與酚醛樹脂相當;其開環(huán)聚合過程無小分子物釋放，用玻璃纖維或碳纖維增強制備復合材料，加工性極佳，幾乎與環(huán)氧樹脂相同，而高溫(180℃)下