蓖麻油基季铵盐插层蒙脱土的制备及其应用

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Preparation and Application of Montmorilonite Intercalated with Quaternary Ammonium Based onCastor OilXie You1i ，Zhang Meng -，Zhou Yonghong ，Yang Xiaohui(1.Institute ofChemical Industry ofForestry Products，Chinese Academy ofForestry ；National Engineering Lab for Biomass Chemical Utilization；Key andLab onForestChemicalEngineering，State ForestryAdministrationKeyLab of BiomassEnergy andMaterial，Nanjing 210042，China；2.Jiangsu Qianglin Bio-energy and Bio-materials Limited Company，Liyang 213364，China)Abstract：Organic nano-montmorilonites(OMMTs)were prepared by intercalating the layered Na-montmorillonites(Na-MMT)with quaternary ammonium based on castor oil.X·ray diffractometer，fourier transform infrared spectroscopic，therrnogravimetric analyses and scanning electron microscopic were used to characterize the microstructure and morphology of Na-MMT and OMM Ts before and after intercalation.The results showed that quaternary ammonium based on castor oil had intercalatedinto the layers of Na-MMT successfuly and the thermal stability of OMMTs were signifcantly improved.In addition，polyurethanerigid nanocomposite foams with 2% OMMTs were prepared，and the dispersion of OMMTs in the nanocomposite foams and theeffects of OMMTs on the therm al property of the nanocomposite foams were investigated preliminarily.The results showed thatOMMTs were exfoliated dispersion in the polyurethane matrix and the therm al stability of nanocomposite foams were improved。

Keywords：OMM Ts；intercalation；quaternary ammonium based on castor oil；polyurethane自从20世纪90年代初日本丰田公司中央研究所首次将蒙脱土(MMT)应用到制备尼龙61 以来，有机蒙脱土 (OMMT)已经广泛应用于高分子材料中。在基体中添加少量的OMMT就可以较大幅度地改善材料的力学性能、阻燃性能和热稳定性能，因此 MMT近年来成为了研究热点。

MMT是-种典型的2：1型层状硅酸盐，具有表面极性大、阳离子交换能力强等独特的性质。但是，MMT层间有大量无机离子而表现出亲水疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散。因此，关于MMT的有机插层报道很多 。其中改性剂的选择是制备聚合物/有机蒙脱土纳米复合材料的关键之-。之前的改性研究主要分为两个部分：-是用不含有反应基团的长链改性剂 如十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)、十二烷基磺酸钠等 1来改性 MMT，主要 目的是增加 MMT的层间距及其与有机物的相容性 ；二是用含有可与原料反应的活性基团改性剂来改性MMT，随着聚合反应的进行，有部分聚十二五”国家科技支撑计划项 目(2012BAD32B05)联系人：周永红，研究员，博士生导师，从事生物质化学转化与应用工作收稿日期：2012-09.12谢友利，等：蓖麻油基季铵盐插层蒙脱土的制备及其应用 73合物分子聚合到MMT层上，分子链的急速增长使得MMT层间距进-步变大，可得到剥离型的复合材料 J。

目前研究人员正致力于针对不同聚合物的特性，选择具有活性官能团的改性剂对钠基 MMT(Na-MMT1进行有机化处理，改善MMT在聚合物基体中的分散情况，以期制备出高性能的聚合物 /OMMT纳米复合材料。笔者利用含有活性羟基的蓖麻油基季铵盐对Na-MMT进行有机化处理，制备了含有活性羟基的有机纳米蒙脱土(OMMTs)。另外，将得到的OMMTs应用在[硬质聚氨酯(PUR)泡沫 ](FFU)复合材料中，初步探讨了OMMTs在FFU复合材料中的分散情况及对FFU复合材料的热稳定性的影响。

1 实验部分1.1 原材料Na-MMT：阳 离 子 交 换 容 量(CEC)为100 mmol/100 g，浙江丰虹新材料股份有限公司；Ⅳ，Ⅳ二甲基-Ⅳ-苄基-蓖麻油酸酰胺丙基溴化铵(RABB)和 Ⅳ，Ⅳ二甲基 .