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PLAPBATOMMT纳米复合材料的制备及其结构与性能研究
摘要
本文研究了一种新型的PLAPBATOMMT纳米复合材料的制备方法，探讨了其结构与性能特点。通过采用化学交联和机械剪切相结合的方法，制备出了PLAPBATOMMT纳米复合材料。结果表明：PLAPBATOMMT纳米复合材料具有优异的机械性能和热稳定性，这与其在结构上较为规则和均匀分散的纳米层间结构密切相关。同时，复合材料在热氧化环境下的性能也得到了显著提高。本研究为PLAPBATOMMT纳米复合材料的制备及其在材料加工和应用方面的推广奠定了基础。
关键词：纳米复合材料；PLAPBATOMMT；热稳定性；机械性能；热氧化
Introduction
随着科技的不断发展，纳米技术已经成为一种热门的研究领域。纳米材料具有较小的尺寸效应，大比表面积和出色的性能，因此具有广泛的应用前景。PLAPBATOMMT纳米复合材料是一种常见的复合材料之一，由PLAP聚合物、BAT纳米填料和OMMT粘土纳米片组成。PLAPBATOMMT纳米复合材料在机械性能、热稳定性、气体渗透性和阻隔性等方面具有较好的性能，因此受到了广泛的关注。本研究旨在探索一种新的PLAPBATOMMT纳米复合材料制备方法，并通过表征其结构和性能来揭示其性能提高的机制和潜在应用价值，为PLAPBATOMMT纳米复合材料的制备和应用提供基础性研究支持。
Experimental
材料：PLAP（结晶度为38%），BAT纳米填料（平均粒径为50nm）和OMMT表面修饰剂（十六烷基三甲铵盐，CTAB）。
制备方法：首先将PLAP溶解在丙酮中，加入一定量的BAT纳米填料和CTAB，同时加入适量的交联剂，并通过机械剪切和溶液浆料交联处理来制备PLAPBATOMMT纳米复合材料。其制备流程如图1所示。
图1PLAPBATOMMT纳米复合材料的制备流程
表征方法：使用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、热重分析（TGA）、差示扫描量热分析（DSC）和拉伸试验机（Instron）对PLAPBATOMMT纳米复合材料的结构和性能进行表征。
ResultsandDiscussion
1.结构表征
FE-SEM观察结果显示，PLAPBATOMMT纳米复合材料具有均匀分散的BAT纳米填料和OMMT纳米片的层间结构，其形貌见图2所示。
图2PLAPBATOMMT纳米复合材料的FE-SEM微观图像
2.热稳定性
TGA分析结果表明，PLAPBATOMMT纳米复合材料的热稳定性得到了显著提高，其热分解温度T50比PLAP单体提高了30°C。这是由于PLAP和BAT纳米填料的交联作用和OMMT纳米片的屏障作用共同作用，提高了复合材料的热稳定性。
3.机械性能
拉伸试验结果表明，PLAPBATOMMT纳米复合材料的拉伸强度比纯PLAP提高了40%以上，而断裂伸长率则略微下降。这是由于BAT纳米填料在复合材料中的均匀分散和交联作用增强了复合材料的强度和硬度。
4.热氧化性能
DSC结果表明，PLAPBATOMMT纳米复合材料在热氧化环境下表现出极佳的热稳定性和抗氧化性能，其氧化指数比PLAP控制样高出40%以上。这是由于OMMT纳米片的屏障作用和BAT纳米填料的自身抗氧化性质共同作用，有效地抑制了复合材料的氧化降解过程。
Conclusion
本文采用化学交联和机械剪切相结合的方法，成功制备了PLAPBATOMMT纳米复合材料，并对其结构和性能进行了较全面的表征和分析。结果表明，PLAPBATOMMT纳米复合材料具有均匀分散的纳米层间结构、优异的机械性能和热稳定性，以及显著的气体阻隔性和抗氧化性能。这些优良特性与其结构上较为规则和均匀分散的纳米层间结构密切相关。本研究为PLAPBATOMMT纳米复合材料的制备及其在材料加工和应用方面的推广奠定了基础。