廖松澤，王騰達(dá)，楊雙春，李東勝，馬迪，Abubarkar Rana Muhammad

(1.遼寧石油化工大學(xué) 石油天然氣工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001；2.遼寧石油化工大學(xué) 化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧 撫順 113001)

層狀硅酸鹽(如蒙脫土、高嶺土、累托石、云母石等)是層狀硅酸鹽礦物的總稱(chēng)，其納米級(jí)片層結(jié)構(gòu)間含有的陽(yáng)離子如Si4+、Al3+等可以和溶液中的有機(jī)或無(wú)機(jī)陽(yáng)離子發(fā)生離子交換反應(yīng)，從而在原硅酸鹽層間引入Na+、Mg2+、Ca2+等低價(jià)陽(yáng)離子，對(duì)原硅酸鹽進(jìn)行改性[1]。如蔣婧等[2]制備的聚氨酯/硅酸鹽復(fù)合材料中蒙脫土中的Si4+、Al3+可被Na+、Mg2+等取代，從而將蒙脫土(MMT)層間引入疏水親油結(jié)構(gòu)，MMT的表面張力變小，使復(fù)合材料具有良好的物理化學(xué)性能?；蛘呤菍⒕垡蚁⒕郾┑雀叻肿硬牧献鳛樘畛鋭┩ㄟ^(guò)熔融共混的方法填充至層狀硅酸鹽中，如Yussuf等[3]在220 ℃的高溫下將蒙脫土(MMT)與聚乙烯(PE)共混制備了MMT/PE復(fù)合材料。改性后的層狀硅酸鹽在石油化工、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、生活日用品和建筑工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[4-5]，還可以作為催化劑和離子交換劑應(yīng)用于催化、吸附等領(lǐng)域[6-7]。因此，對(duì)層狀硅酸鹽與高分子復(fù)合研究進(jìn)展進(jìn)行綜述具有重要意義。

1 層狀硅酸鹽與高分子材料復(fù)合體的研究進(jìn)展現(xiàn)狀

1.1 層狀硅酸鹽/聚丙烯(PP)復(fù)合體

聚丙烯(PP)是一種常用塑料，由于較低的沖擊韌性和機(jī)械強(qiáng)度，不能用作高性能的工程塑料，研究人員便想到用層狀硅酸鹽對(duì)其進(jìn)行改性，并對(duì)其進(jìn)行了大量相關(guān)研究，以期對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行提升[8]。

宋海峰等[9]將乙酸鉀對(duì)高嶺土進(jìn)行插層，以擴(kuò)大層間距，并用共混球磨的方法再將十八胺包覆在其表面，最后再與PP混合熔融得到有機(jī)高嶺土/PP復(fù)合體。研究表明，在高嶺土含量為7%時(shí)其拉伸強(qiáng)度可高達(dá)43.38 MPa，相對(duì)于純PP提升了34.22%，并且斷裂伸長(zhǎng)率為576.59%，增加了29.33%，可見(jiàn)PP插層后產(chǎn)物的機(jī)械強(qiáng)度與沖擊韌性均有較大提升。這是由于十八胺使高嶺土表面由疏油轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?，且PP插層后使高嶺土片層剝離，顆粒達(dá)到納米級(jí)別，并且高嶺土表面的十八胺可與PP發(fā)生分子鏈纏繞，使得界面附著力顯著增強(qiáng)，從而提升了PP的力學(xué)性能。但有機(jī)高嶺土含量高于7%時(shí)，復(fù)合體的力學(xué)性能呈下降趨勢(shì)，這是由于有機(jī)高嶺土隨著含量增多發(fā)生團(tuán)聚，分散性變差，高嶺土受到外力作用后，復(fù)合體易因應(yīng)力集中形成裂縫。Mohd等[10]以聚丙烯、云母片、相容劑、有機(jī)白云母為原料通過(guò)熱壓縮技術(shù)得到了PP/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料，并探究了相容劑與有機(jī)云母片對(duì)該復(fù)合體耐熱性造成的影響。實(shí)驗(yàn)表明，有機(jī)云母片能夠提高復(fù)合材料的結(jié)晶溫度和熱穩(wěn)定性，但熔化溫度和結(jié)晶度有所下降；相容劑提高了復(fù)合材料的分解和結(jié)晶溫度，同時(shí)也降低了熔化溫度和結(jié)晶度。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)差示掃描量熱法和熱重分析發(fā)現(xiàn)相容劑與有機(jī)云母片都能提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，但其作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。此外，Mohd等[11]對(duì)十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)處理后的有機(jī)白云母/PP復(fù)合體的機(jī)械性能研究中表明，在不同應(yīng)變速率下有機(jī)白云母/PP復(fù)合體相對(duì)于純PP在屈服強(qiáng)度、剛性、極限抗壓強(qiáng)度方面表現(xiàn)得更優(yōu)秀。Zita等[12]用密閉式煉膠機(jī)合成了PP/層狀硅酸鹽復(fù)合材料，并在190 ℃下探究了有機(jī)蒙脫石和聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐的含量對(duì)復(fù)合體穩(wěn)定性的影響。與眾多的已有結(jié)論相反，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明有機(jī)蒙脫石和聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐都會(huì)加速聚丙烯的降解過(guò)程。隨著有機(jī)蒙脫石和聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐含量的增加，斷鏈會(huì)導(dǎo)致粘度的降低和低強(qiáng)度和可變形性，殘留穩(wěn)定性會(huì)迅速下降，這可能是材料成分與穩(wěn)定劑間的反應(yīng)造成的。

總之，層狀硅酸鹽/聚丙烯材料復(fù)合可大幅地提高復(fù)合材料的力學(xué)性能如強(qiáng)度和韌性等，且對(duì)耐溫能力也有一定提升，今后在復(fù)合材料剛性、結(jié)晶度、可變形性等方面可加強(qiáng)研究。因?yàn)槠涞土膬r(jià)格，可根據(jù)對(duì)特性需求的不同，探究用不同的硅酸鹽合理的與聚丙烯復(fù)合可得到具有不同性能的新材料，以解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。

1.2 層狀硅酸鹽/聚乙烯(PE)復(fù)合體

聚乙烯(PE)在中國(guó)是擁有最大的產(chǎn)能且進(jìn)口量最多的合成樹(shù)脂。因其力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性的限制，多用于生產(chǎn)生活用品，很難應(yīng)用于工程。為了提高PE的應(yīng)用范圍，大量學(xué)者進(jìn)行了PE/層狀硅酸鹽材料復(fù)合的研究。

Grigoriadi等[13]用低密度聚乙烯分別與低縱橫比材料鋰皂石和高縱橫比材料蒙脫土制備聚乙烯/層狀硅酸鹽復(fù)合材料，探究了填充量和縱橫比對(duì)聚乙烯(PE)基復(fù)合體熱力行為的影響。研究表明，高縱橫比能夠誘導(dǎo)出更加優(yōu)良的熱力學(xué)性能，這得益于高的活性表面積和長(zhǎng)晶體的優(yōu)先定位特性。當(dāng)填充量為5%時(shí)熱力學(xué)性能明顯提高，隨著填充量的進(jìn)一步增加會(huì)生成傳統(tǒng)的復(fù)合材料，這將減弱硅酸鹽的強(qiáng)化能力。Sébastien等[14]用雙螺旋擠壓法將改性處理后的云母片與高聚乙烯復(fù)合，通過(guò)透射電子顯微鏡分析不同形態(tài)復(fù)合材料的作用效果，并研究了增溶劑的使用是否會(huì)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能造成影響。研究表明，二烷基咪唑鹽和烷基磷離子液體的改性效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于季銨鹽，尤其在熱穩(wěn)定性上。增溶劑的使用盡管不能提高復(fù)合材料的耐溫性，但提升了其柔韌性。筆者認(rèn)為針對(duì)聚乙烯與云母片的界面鍵合方式及增溶劑的作用機(jī)理方面可深入研究。Monsivis-Barrón等[15]制備了高密度PE/層狀硅酸鹽復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。研究表明，層狀硅酸鹽的剝離程度最終決定復(fù)合材料的氣體滲透性能，在一些情況下剝離帶來(lái)的曲折效應(yīng)能改善材料的氣體屏障性能，但在特定情況下界面區(qū)域和自由體積的變化會(huì)克服曲折效應(yīng)，從而降低阻隔氣體的能力。透氣性作為填充料的一項(xiàng)測(cè)試性能，與不滲透無(wú)機(jī)物體積分?jǐn)?shù)有關(guān)，研究表明復(fù)合材料的氧滲透率相比純聚乙烯下降了40%，因此復(fù)合材料具有更好的隔離性能。

總之，通過(guò)上面幾個(gè)研究可以看出，層狀硅酸鹽復(fù)合材料優(yōu)異的性能如熱力學(xué)性能、柔韌性、氧隔離性能等為聚乙烯開(kāi)辟了更為廣闊的應(yīng)用空間。低溫復(fù)合可以降低成本，但聚乙烯在低溫下會(huì)變脆和加快老化，因此在低溫下將層狀硅酸鹽/聚乙烯材料復(fù)合將是今后的研究重點(diǎn)。

1.3 層狀硅酸鹽/橡膠(rubber)復(fù)合體

橡膠作為一種高彈性，不透水、氣的聚合物材料可應(yīng)用于工業(yè)和生活的各個(gè)方面。而層狀硅酸鹽作為剛性粒子加入到橡膠中可改變橡膠的基礎(chǔ)性能，如阻燃性、拉伸性能、耐溫性等[16]。

杜少忠等[17]在輪胎氣密層橡膠中加入層狀硅酸鹽硅酸鎂粒子，制備納米層狀硅酸鹽填充橡膠，制成輪胎并對(duì)輪胎性能進(jìn)行測(cè)試，研究表明納米層狀硅酸鹽填充橡膠輪胎性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般輪胎且使用壽命更長(zhǎng)。此外，以所制備橡膠當(dāng)做氣密層，在相同氣密性的狀態(tài)下，氣密層的厚度將大大縮小，使得自身的重量減輕，實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)阻力的減少與節(jié)約原料的雙重效果。江畹蘭[18]將不同類(lèi)型季胺鹽處理后的層狀硅酸鹽作填充物制備了層狀硅酸鹽/橡膠復(fù)合體。通過(guò)對(duì)材料的測(cè)試和結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)硅酸鹽填充度和有機(jī)陽(yáng)離子的類(lèi)型都會(huì)影響復(fù)合材料的性能，只有在層狀硅酸鹽分層達(dá)到最大時(shí)才能提高復(fù)合材料的強(qiáng)度，并且高分子材料與填料表面形成化學(xué)鍵時(shí)才能提高其熱穩(wěn)定性。該實(shí)驗(yàn)探究出了提高復(fù)合材料的強(qiáng)度及提高熱穩(wěn)定性的必要條件，為制備耐熱橡膠提供了可行方向，對(duì)橡膠產(chǎn)業(yè)具有深遠(yuǎn)意義。但筆者認(rèn)為可進(jìn)一步研究分層方式和分層狀態(tài)對(duì)強(qiáng)度的影響，鍵合方式及成鍵類(lèi)型對(duì)提高穩(wěn)定性的作用機(jī)理。Zhang等[19]將氫化丁晴橡膠分別與有機(jī)改性蒙脫土和累托石復(fù)合制備了橡膠納米材料/層狀硅酸鹽，并測(cè)試了二者的抗氧化性、氧滲透率、力學(xué)性能等。測(cè)試結(jié)果顯示，復(fù)合材料相對(duì)于氫化丁晴橡膠在抗拉強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、抗老化性和氧滲透性上得到了顯著提升，但對(duì)有機(jī)蒙脫土的復(fù)合比累托石有更好的作用效果。筆者認(rèn)為該研究可以進(jìn)一步對(duì)有機(jī)蒙脫土與累托石結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從二者結(jié)構(gòu)差異上分析作用效果不同的原因。Neelesh等[20]將納米黏土以共混的方法分散在乙烯丙烯二烯單體-氯丁基橡膠共混物中以提高它們?cè)谳椛浜吞細(xì)浠衔锃h(huán)境中的性能。通過(guò)形態(tài)學(xué)和光譜分析表明，納米填料含量對(duì)暴露于γ輻射的共混物的機(jī)械性能、溶劑吸收和熱降解性能均有明顯提升，且當(dāng)納米粘土的含量為5 phr時(shí)該復(fù)合材料在暴露于輻射時(shí)具有最佳的機(jī)械性能和溶劑吸附系數(shù)。

橡膠在與層狀硅酸鹽復(fù)合后能提高橡膠整體的性能，如橡膠在與硅酸鎂復(fù)合后對(duì)其耐磨性、原材料的節(jié)約程度均得到提升；氫化丁晴橡膠與蒙脫土(MMT)復(fù)合后其抗氧化性能、撕裂強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度等得到明顯提升。今后，研究人員可對(duì)耐低溫橡膠、耐腐蝕橡膠、耐輻射、耐高壓橡膠等進(jìn)行研究，以解決特殊環(huán)境下橡膠材料稀缺問(wèn)題。并從分子層面探討復(fù)合材料性能提高的原因。

1.4 層狀硅酸鹽/聚乳酸(PLA)復(fù)合體

聚乳酸(PLA)屬于能被生物完全降解的可再生資源。聚乳酸以其良好的阻透性、強(qiáng)度高及阻燃性得到研究人員大量研究，研究表明聚乳酸通過(guò)與層狀硅酸鹽進(jìn)行改性后其各項(xiàng)性能可明顯提升[21]。

趙姍姍等[22]用微波輻照酸活化法處理蒙脫土，并將酸化后的蒙脫土制備成PLA/MMT納米復(fù)合體。研究表明，PLA/MMT復(fù)合體的玻璃化溫度(Tg)比純PLA提升了4.5 ℃；且在熱重實(shí)驗(yàn)中30～800 ℃的總失重率從16.79%降低至13.42%，可見(jiàn)改性后的PLA比純PLA的熱穩(wěn)定性得到明顯提升，這種提升是由于納米尺度的硅酸鹽片層極大限制了高分子鏈的運(yùn)動(dòng)，使其活動(dòng)能力下降。Furuhashi等[23]用等摩爾的左旋聚乳酸(PLLA)/右旋聚乳酸(PDLA)與有機(jī)改性蒙脫石制備PLA/層狀硅酸鹽復(fù)合材料。研究表明，通過(guò)熱處理可提高該復(fù)合體的立構(gòu)復(fù)合與結(jié)晶化。在熱重分析(TGA)、拉伸實(shí)驗(yàn)及差示掃描量熱法(DSC)中，隨著硅酸鹽的增加，高溫處理對(duì)結(jié)晶化的效果會(huì)加強(qiáng)，PLA/MMT復(fù)合體的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能得到提升。Burcu等[24]以有機(jī)改性蒙脫土(用二甲基二烷基胺改性)作為填充劑制備聚乳酸/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料薄膜，并對(duì)薄膜進(jìn)行性能測(cè)試。研究表明，其水蒸氣透過(guò)率(WVTR)和氧氣透過(guò)率(OTR)最佳結(jié)果分別為98.3 g/(m2·d)和233.4 cm3·mm/(m2·d·MPa)，相對(duì)于PLA單體，PLA/層狀硅酸鹽納米復(fù)合體的氧氣阻隔性與水蒸氣阻隔性分別提升了34%和65%。Norazura等[25]將季銨鹽處理后的納米MMT與純PLA復(fù)合制備了MMT/PLA納米復(fù)合體。在Instron Universal Tester拉伸性能測(cè)試中，納米復(fù)合材料在低粘度含量(2%～4%)下的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率略有增加，并且隨著粘土含量的增加而幾乎線性地降低，這表明MMT在低濃度(2%～4%)下均勻分散，在粘土和聚合物基質(zhì)之間具有高表面吸引力，但對(duì)于高濃度(5%～10%)的MMT使得其與PLA之間的作用力受到干擾，從而使體系的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率降低。但高濃度的MMT可使彈性模量增加50%以上(高達(dá)1 710 MPa)。在對(duì)MMT/PLA納米復(fù)合體耐溫性的測(cè)試中，2%～10%下的MMT/PLA納米復(fù)合體均可達(dá)到340 ℃左右才開(kāi)始分解，表明MMT/PLA納米復(fù)合體對(duì)耐溫性有明顯提升。

通過(guò)不同的復(fù)合方法和工藝流程，將聚乳酸分子填充到層狀硅酸鹽片層之間，形成插層型或剝離型結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可使材料的力學(xué)強(qiáng)度、阻燃性、熱穩(wěn)定性、氣體阻透性均可以得到一定的改善，其中復(fù)合體的阻燃性能和阻隔氣體透過(guò)的能力提高較為明顯。由于這些優(yōu)異的性能，復(fù)合材料可以制成可降解薄膜、可降解購(gòu)物袋等以解決白色污染問(wèn)題。此外，插層型和剝離型結(jié)構(gòu)的形成方法值得今后探討，兩種結(jié)構(gòu)的作用機(jī)理及作用效果有待進(jìn)一步研究。

1.5 層狀硅酸鹽/蛋白質(zhì)復(fù)合體

蛋白質(zhì)材料中，大豆蛋白因其優(yōu)良的成膜性能，可完全被生物降解的環(huán)保性能，以及對(duì)氧和油等具有較高的阻隔性，被研究人員視為最具潛力的可生產(chǎn)包裝材料的原料，但脆性和低水蒸氣阻隔性能阻礙其廣泛應(yīng)用[26]。

湯曉智等[27]制備出了大豆蛋白/層狀硅酸鹽黏土(LRD)/聚乙烯醇(PVA)共混物薄膜，并對(duì)其力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性以及阻隔水蒸氣作用的研究表明，隨著納米黏土的引入，薄膜的熔點(diǎn)從201.1 ℃(0%LRD)升高至206.76 ℃(20%LRD)，可見(jiàn)層狀硅酸鹽黏土的加入并未對(duì)大豆蛋白的熱穩(wěn)定性造成明顯的影響；其拉伸強(qiáng)度在50%相對(duì)濕度下，從22.98 MPa(0%LRD)提高至27.18 MPa(10%LRD)，這主要由于層狀硅酸鹽的高強(qiáng)度和高模量，使納米復(fù)合體的拉伸性能及剛性得到提升；而納米離子與高分子物質(zhì)界面的作用使得斷裂伸長(zhǎng)率的降低，再次表明了該納米復(fù)合材料剛性的增強(qiáng)。在水蒸氣阻隔性能方面，添加LRD的納米復(fù)合體的阻隔性得到大幅提升，在75%相對(duì)濕度下，水蒸氣透過(guò)系數(shù)(WVP)由0%LRD的2.817 g·mm/(kPa·h·m2)降低至20%LRD的1.713 g·mm/(kPa·h·m2)，這主要由于疏水的黏土層可增加水分子流經(jīng)薄膜基質(zhì)的有效路徑長(zhǎng)度。Liu等[28]以雞蛋蛋白、聚乙烯醇、累托石為原料制備復(fù)合材料，并對(duì)作用機(jī)理進(jìn)行了探究。小角度x射線衍射證實(shí)了雞蛋蛋白質(zhì)通過(guò)蛋白質(zhì)分子鏈與累托石片層間的靜電力誘導(dǎo)累托石片層脫落，蛋白質(zhì)薄膜與脫落的累托石在電紡絲的作用下成功組合。DSC和TGA分析顯示，層狀累托石可稍微改善復(fù)合體的耐溫性。該制備方法可以推廣到其他蛋白質(zhì)與層狀硅酸鹽的復(fù)合過(guò)程中，從而制備出更多性能優(yōu)良的新材料。呂英海等[29]用牛血清白蛋白(BSA)填充在蒙脫石片層中形成BSA/MMT納米復(fù)合體。通過(guò)比較兩種緩沖液對(duì)BSA插入蒙脫石影響表明，乙酸鈉-乙酸(AA)緩沖液比檸檬酸(CA)-磷酸氫二鈉(DSP)緩沖液更利于BAS的插層。而插層后的BSA/MMT納米復(fù)合體相對(duì)于原始BSA在耐溫性能上有一定程度的提高，這對(duì)蛋白質(zhì)在醫(yī)學(xué)制藥以及可降解材料耐溫性方面具有重要意義。

大豆蛋白/聚乙烯醇(PVA)/層狀硅酸鹽(LRD)復(fù)合材料的水蒸氣隔離性能、拉伸、剛性得到提升，該材料可用于皮劃艇、汽艇、救生衣、避雨膜、防潮膜等的制作。BSA/MMT復(fù)合體對(duì)熱穩(wěn)定性上的提升可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。而蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)易被高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、重金屬鹽破環(huán)，對(duì)于這些環(huán)境下復(fù)合材料性能的研究亟待進(jìn)行。

1.6 層狀硅酸鹽/聚氨酯(PU)復(fù)合體

聚氨酯(PU)以其優(yōu)良的絕緣性、力學(xué)強(qiáng)度與粘彈性可由軟硬段比例靈活調(diào)節(jié)等性能受到研究人員關(guān)注。但其抗老化、力學(xué)強(qiáng)度、抗酸堿性等與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料相比還有一定差距，因此研究人員將硅酸鹽材料與PU復(fù)合，以期提升PU性能參數(shù)[30]。

Strankowski等[31]將兩種有機(jī)改性的蒙脫土加入到PU中通過(guò)原位插層聚合法得到PU/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料。X射線衍射結(jié)果顯示，PU分子填充到改性蒙脫土片層間形成剝離結(jié)構(gòu)，極大提升了耐熱性和拉伸性能。原位插層聚合法的應(yīng)用，有效地使硅酸鹽晶體片層彼此剝離至無(wú)序狀態(tài)，這種剝離結(jié)構(gòu)能提高耐熱性和拉伸性能有待進(jìn)一步探究。孫家干等[32]用有機(jī)改性后的高嶺土和PU通過(guò)原位插層合成了有機(jī)高嶺土/PU納米復(fù)合體。研究表明，當(dāng)加入3%的有機(jī)高嶺土?xí)r，PU基復(fù)合體的拉伸強(qiáng)度提升到29.3 MPa、斷裂伸長(zhǎng)率高達(dá)492%，均比純聚氨酯彈性體增加10%以上，并且熱穩(wěn)定性得到提高，高達(dá)335 ℃(硬段)和397 ℃(軟段)。其力學(xué)性能的提升是由于納米高嶺土可作為物理交聯(lián)點(diǎn)分布于聚氨酯中；當(dāng)加量至3%時(shí)，其硬段交聯(lián)密度增加，復(fù)合體韌性增強(qiáng)，硬度降低。而超過(guò)3%時(shí)，分散在PU中的高嶺土片層發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，致使脆性增加，斷裂伸長(zhǎng)率下降，硬度上升。由此可見(jiàn)，將3%的有機(jī)高嶺土加入到PU基質(zhì)中可有效改善PU彈性體的力學(xué)性能與耐溫性。陳宇飛等通過(guò)離子交換法用三甲基十八烷基氯化銨(OTAC)對(duì)鈉基蒙脫土(MMT)進(jìn)行有機(jī)改性，并將自制的聚氨酯彈性體(PUE)通過(guò)預(yù)聚體法制備了OMMT/PUE復(fù)合體。研究表明，當(dāng)OMMT的濃度僅為3%時(shí)，OMMT/PUE復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率及斷裂拉伸強(qiáng)度分別可達(dá)到20.81 MPa、653%和19.64 MPa，比PUE基體分別提高了37%，28%和34%，力學(xué)性能得到顯著增強(qiáng)。OMMT/PUE復(fù)合材料性能的提升得益于OTAC分子與PUE軟鏈間存在較強(qiáng)的作用(范德華力和氫鍵)，并且OMMT表面活性基團(tuán)與基體間也存在一定的界面作用。

通過(guò)不同的制備方法及加工工藝，PU/層狀硅酸鹽復(fù)合體的熱穩(wěn)定性、拉伸性等得到明顯提高，因此可廣泛用于眾多領(lǐng)域，如汽車(chē)零部件、建筑材料和新能源等領(lǐng)域。今后在性能提高機(jī)理方面需要多進(jìn)行研究，如無(wú)序機(jī)理、起泡機(jī)理等。

2 結(jié)論與展望

開(kāi)發(fā)新型的層狀硅酸鹽改性方法和探究復(fù)合材料對(duì)原始材料性能上的提升能解決我國(guó)層狀硅酸鹽品質(zhì)不佳問(wèn)題，更重要的是新材料的問(wèn)世能推動(dòng)生產(chǎn)生活水平的快速發(fā)展，總的看來(lái)：①層狀硅酸鹽/聚丙烯(PP)復(fù)合體相對(duì)于原始聚丙烯材料具有更優(yōu)良的力學(xué)強(qiáng)度、沖擊韌性與耐熱性；②聚乙烯(PE)與層狀硅酸鹽復(fù)合后可大大提升PE的熱力學(xué)性能、柔韌性、氧隔離性；③橡膠在與層狀硅酸鹽復(fù)合后其耐磨性、熱穩(wěn)定性、高氣密性及在輻射環(huán)境下的機(jī)械性能均得到增強(qiáng)；④聚乳酸(PLA)/層狀硅酸鹽復(fù)合材料相比于PLA具備更優(yōu)良的阻燃性、力學(xué)性能以及氣體阻隔性能；⑤對(duì)蛋白質(zhì)/層狀硅酸鹽的研究多集中在對(duì)蛋白質(zhì)耐溫性的研究上，如豆蛋白/聚乙烯醇(PVA)/層狀硅酸鹽復(fù)合材料以及牛血清白蛋白(BSA)/MMT復(fù)合材料均可一定程度上提升蛋白的耐溫性。此外，豆蛋白/聚乙烯醇(PVA)/層狀硅酸鹽復(fù)合體的水蒸氣隔離性、拉伸性能也十分優(yōu)異；⑥聚氨酯(PU)/層狀硅酸鹽復(fù)合體的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、拉伸性能等遠(yuǎn)超一般PU材料；⑦雖然聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氨酯(PU)等石油基聚合物被廣泛使用，但其面臨的環(huán)境污染問(wèn)題、降解問(wèn)題等仍是今后研究的重點(diǎn)?？傊?，今后隨著時(shí)代的不斷發(fā)展和需求的持續(xù)增長(zhǎng)，層狀硅酸鹽與高分子材料復(fù)合的研究勢(shì)必越來(lái)越深入，復(fù)合材料的性能將會(huì)越來(lái)越優(yōu)異，層狀硅酸鹽與高分子復(fù)合材料必將應(yīng)用于汽車(chē)塑料、航空航天新材料、導(dǎo)電材料、醫(yī)學(xué)、石油化工、食品包裝等更多領(lǐng)域。