聚合物纳米复合材料-课件1

1、为什么要对纳米微粒进行表面修饰为什么要对纳米微粒进行表面修饰什么是表面修饰什么是表面修饰怎样对纳米微粒进行表面修饰怎样对纳米微粒进行表面修饰 纳米微粒表面物理修饰纳米微粒表面物理修饰 纳米微粒表面化学修饰（酯化反应法、偶联剂法、纳米微粒表面化学修饰（酯化反应法、偶联剂法、表面接枝改性法）表面接枝改性法） 介绍纳米微粒表面修饰的意义，介绍介绍纳米微粒表面修饰的意义，介绍目前比较常用的物理和化学修饰方法。目前比较常用的物理和化学修饰方法。(2)表面接枝改性法表面接枝改性法三种类型：三种类型： (i)聚合与表面接枝同步进行法聚合与表面接枝同步进行法 当无机纳米粒子表面有当无机纳米粒子表面有较强的自由

2、基捕捉能较强的自由基捕捉能力力单体在引发剂作用下完成聚合的同时，立即单体在引发剂作用下完成聚合的同时，立即被无机纳米粒子表面强自由基捕获，使高分子的被无机纳米粒子表面强自由基捕获，使高分子的链与无机纳米粒子表面化学连接，实现了颗粒表链与无机纳米粒子表面化学连接，实现了颗粒表面的接枝面的接枝 这种边聚合边接枝的修饰方法对碳黑等纳米这种边聚合边接枝的修饰方法对碳黑等纳米粒子特别有效粒子特别有效定义：通过化学反应将高分子的链接到无机纳米粒子定义：通过化学反应将高分子的链接到无机纳米粒子表面上的方法称为表面接枝法表面上的方法称为表面接枝法 ()颗粒表面聚合生长接枝法颗粒表面聚合生长接枝法这种方这种方法

3、是单体在引发剂作用下直接从无机粒子法是单体在引发剂作用下直接从无机粒子表面开始聚合，诱发生长，完成了颗粒表表面开始聚合，诱发生长，完成了颗粒表面高分子包敷，这种方法特点是接技率较面高分子包敷，这种方法特点是接技率较高高a. 在粒子表面引入双键在粒子表面引入双键由于体系中的单体更可能趋于均聚，接枝率较低 一些无机氧化物表面带有化学键结合的羟基，可根据羟基设计反应，引一些无机氧化物表面带有化学键结合的羟基，可根据羟基设计反应，引入反应官能团，再进行接枝入反应官能团，再进行接枝 b 在粒子表面引入可引发聚合的活性点，使单体在粒子表面生长成聚合物在粒子表面引入可引发聚合的活性点，使单体在粒子表面生长成

4、聚合物 等离子体表面处理的作用深度仅涉及表面极薄一层(几纳米到几十纳米) ,不会对材料本体性能产生任何影响。和化学方法处理相比其更加独特的地方在于对环境友好、无污染。 研究报道在等离子体处理有机材料或无机材料,会在材料表面产生自由基,从而能够引发接枝聚合乙烯基单体。接枝率较高，但接枝链的结构和分子量却难以控制接枝率较高，但接枝链的结构和分子量却难以控制 ()偶连接枝法偶连接枝法这种方法是通过纳米粒这种方法是通过纳米粒子表面的官能团与高分子的直接反应实现子表面的官能团与高分子的直接反应实现接枝，接枝反应可由下式来描述：接枝，接枝反应可由下式来描述：硫化镉这种方法的优点是这种方法的优点是可以预先设

5、计聚合物，可得到结构可以预先设计聚合物，可得到结构明确、分子量分布窄的接枝链明确、分子量分布窄的接枝链 表面接枝改性方法的优点：表面接枝改性方法的优点：B： 纳米微粒经表面接枝后，纳米微粒经表面接枝后，大大地提高了它们在大大地提高了它们在有机溶剂和高分子中的分散性，这就使人们有可有机溶剂和高分子中的分散性，这就使人们有可能根据需要制备含有量大、分布均匀的纳米添加能根据需要制备含有量大、分布均匀的纳米添加的的高分子复合材料高分子复合材料。A： 可以充分发挥无机纳米粒子与高分子各自的优点，实现优化设计，制备出具有新功能纳米微粒注意：注意：接枝后并不是在任意溶剂中都有良好的长期接枝后并不是在任意溶剂

6、中都有良好的长期分散稳定性，分散稳定性，接枝的高分子必须与有机溶剂相溶才接枝的高分子必须与有机溶剂相溶才能达到稳定分散的目的铁氧体纳米粒子经聚丙烯能达到稳定分散的目的铁氧体纳米粒子经聚丙烯酰胺接枝后在水中具有良好的分散性，而用聚苯乙酰胺接枝后在水中具有良好的分散性，而用聚苯乙烯接枝的在苯中才具有好的稳定分散性。烯接枝的在苯中才具有好的稳定分散性。聚合物聚合物/纳米复合材料纳米复合材料 复合材料的定义和特点复合材料的定义和特点 复合材料的定义：复合材料的定义： 由两种或两种以上不同性质的或不同结构的材料，通由两种或两种以上不同性质的或不同结构的材料，通过一定的工艺复合而成的性能优于原单一材料的多

7、相固过一定的工艺复合而成的性能优于原单一材料的多相固体材料。体材料。内涵：内涵： 微观上是非均匀相的材料微观上是非均匀相的材料 组分材料性能差异大组分材料性能差异大 组成的复合材料性能有较大的改进组成的复合材料性能有较大的改进 15我们住在复合材料里16燕子窝：泥土-草复合材料17进化的复合材料-贝壳复合材料的基本结构模式复合材料的基本结构模式 复合材料由复合材料由基体基体和和增强剂增强剂两个组分构成：两个组分构成： 基体：基体：构成复合材料的连续相；构成复合材料的连续相； 增强剂（增强相、增强体）：增强剂（增强相、增强体）：复合材料中独立的形态分复合材料中独立的形态分布在整个基体中的分散相，

8、这种分散相的性能优越，会使布在整个基体中的分散相，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著改善和增强。材料的性能显著改善和增强。 增强剂（相）一般较基体硬，强度、模量较基体大，或增强剂（相）一般较基体硬，强度、模量较基体大，或具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。 增强剂（相）与基体之间存在着明显增强剂（相）与基体之间存在着明显界面界面。 决定复合材料性能的三个因素决定复合材料性能的三个因素 组成材料的性能 组成材料的形状和复合材料的结构 两相之间的结合方式20v金属基复合材料金属基复合材料v陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料v高分子复合材料高分子复

9、合材料 无机非金属材料有机高分子材料金属材料复合材料 聚合物基纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高聚合物基纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的、至少有一种分散分子材料以各种方式复合成型的、至少有一种分散相的一维尺度（如长度、宽度或厚度）在相的一维尺度（如长度、宽度或厚度）在100nm100nm以以内的新型复合材料内的新型复合材料 所采用的纳米单元可分为金属、无机物、高分子等聚合物聚合物/纳米复合材料定义纳米复合材料定义 纳米纤维 (碳纳米管、纤维素晶须、凹凸棒土 ) 层状无机物层状无机物 ( layered silicates)纳米粒子(CaCO3 、SiO2 、

10、TiO2、ZnO、Al2O3、Cr2O3 )Schematic of nanoscale fillers制备聚合物纳米复合材料的无机物的种类制备聚合物纳米复合材料的无机物的种类层状硅酸盐纳米复合材料纳米管、纳米粒子和无机-有机复合材料1.1.层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐纳米复合材料的定义的定义2.2.层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐纳米复合材料的制备的制备4.4.层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐纳米复合材料的应用的应用3.3.层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐纳米复合材料的结构与性能的结构与性能层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐与聚合物以某种方式形成的以纳米级分散的复合材料。层状硅酸盐纳米复合

11、材料层状硅酸盐纳米复合材料的定义的定义 这类复合材料最早是由日本学者在1987年开创的，当时制造了尼龙6插层硅酸盐纳米复合材料。后来又开发了聚酰亚胺插层硅酸盐纳米复合材料。 商品化的插层纳米复合材料，作为工程塑料应用于汽车零部件上。1st Commercial Launch Step Assist on Astro（阿斯特罗牌汽车阿斯特罗牌汽车）and Safari Van(通用汽车通用汽车)层状硅酸盐的种类层状硅层状硅酸盐酸盐高岭土蒙脱土伊利土凸凹棒石海泡石层状硅酸盐是层状硅酸盐是2121型粘土矿物，其基本结构单元是由两层硅氧四面体中间夹带一型粘土矿物，其基本结构单元是由两层硅氧四面体中间夹

12、带一层铝氧八面体构成，两者之间靠共用氧原子连接。层铝氧八面体构成，两者之间靠共用氧原子连接。这种黏土的硅酸盐片层之间存在碱金属离子，在水中溶胀，即可溶胀的黏土。这种黏土的硅酸盐片层之间存在碱金属离子，在水中溶胀，即可溶胀的黏土。层状硅酸盐的结构层状硅酸盐的结构Na+Si OxideAl/Mg/Fe Oxide/HydroxideSi OxideNa+ 50nm - 300nm 1 nm 可膨胀的结构可膨胀的结构单片的硅酸盐片层至少在一维尺度上是纳米尺寸的单片的硅酸盐片层至少在一维尺度上是纳米尺寸的单片的硅酸盐片层具有很大宽厚比，具有极大的比表面积和很高的模量单片的硅酸盐片层具有很大宽厚比，具有

13、极大的比表面积和很高的模量与传统的增强填料相比，只需要很低的层状硅酸盐含量就可以极大的提与传统的增强填料相比，只需要很低的层状硅酸盐含量就可以极大的提高材料的性能高材料的性能 减轻重量减轻重量 (2.5 wt% nanoclay vs. 25 wt% talc) (2.5 wt% nanoclay vs. 25 wt% talc) 更好的加工性能更好的加工性能 ( faster cycling times and quicker fill) ( faster cycling times and quicker fill) 不需要特别的更改生产线不需要特别的更改生产线1 nm层状硅酸盐的特征层状

14、硅酸盐的特征层状硅酸盐纳米复合材料粘土的有机化处理有机化处理有机化处理粘土层间有大量无机离子，有疏油性，利用离子交换，以有机阳离子交换金属离子，使粘土有机化。层状硅酸盐的离子交换性层状硅酸盐的离子交换性+Sodium MMT*Swollen “Organoclay”R1*R2R3CH3N+Cl-+NaClCationic Surfactant (e.g., alkyl-ammonium chloride)烷基氯化铵= Na= Alkylammonium 蒙脱土族矿物具有离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、黏结性、吸附性等特性。R（脂肪烃基）：C12H25 十二烷基三甲基氯化铵C16H33 十六

15、烷基三甲基氯化铵C18H37 十八烷基三甲基氯化铵此外，十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵等。粘土改性剂其它的阳离子其它的阳离子还能与该离子还能与该离子进行交换吗？进行交换吗？ 有机铵盐改性后的粘土在酸性介质中水解，有机铵盐改性后的粘土在酸性介质中水解，水中的质子很难将铵盐基团置换下来，这说明水中的质子很难将铵盐基团置换下来，这说明由离子键所形成的复合物是比较稳定的。由离子键所形成的复合物是比较稳定的。 原因是：原因是：在离子键形成过程中，烷基与粘土在离子键形成过程中，烷基与粘土产生了比较明显的物理吸附作用。烷基越大，产生了比较明显的物理吸附作用。烷基越大，这种吸附作用（范德华

16、力）就越大这种吸附作用（范德华力）就越大。 因此，这种离子置换具有不可逆性。因此，这种离子置换具有不可逆性。插层剂的作用插层剂的作用 利用离子交换的原理进入蒙脱土片层之间；利用离子交换的原理进入蒙脱土片层之间； 扩张片层间距；扩张片层间距； 改善层间的微环境；改善层间的微环境； 使蒙脱土的内外表面由亲水性转化为疏水性；使蒙脱土的内外表面由亲水性转化为疏水性； 增强蒙脱土片层与聚合物分子链之间的亲和性；增强蒙脱土片层与聚合物分子链之间的亲和性； 降低硅酸盐材料的表面能。降低硅酸盐材料的表面能。常用的插层剂有烷基铵盐、季铵盐、吡啶类衍生物和其他阳离子型表面活性剂常用的插层剂有烷基铵盐、季铵盐、吡啶

17、类衍生物和其他阳离子型表面活性剂Preparation Methods原位插层(In-situ intercalation polymerization ) 溶液插层(Polymer intercalation from solution) 熔体插层(Polymer melt intercalation ) Polymer/Layered silicate nanpcomposites聚合物聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料制备方法层状硅酸盐纳米复合材料制备方法(插层法插层法)1.In situ Polymerization 粘土的硅酸盐片层由于具有高表面能，吸引大量的聚合物单体附在其上，直到达到

18、吸附平衡，当温度升高至一定数值时，粘土的硅酸盐片层上的有机阳离子就可以催化聚合这些单体。 由于极性聚合物的极性一般比单体的极性低，反应使得片层表面附着物极性降低极性降低，从而打破了吸附平衡，在极性吸引下新的单体新的单体又进入到粘土的硅酸盐片层之间又进入到粘土的硅酸盐片层之间，继续反应继续反应，直到片层完全剥离或者反应中止。 反应过程中，聚合时放出的大量热量，能够克服硅酸盐片层结构之间的库仑力将其剥离，使得硅酸盐片层结构与聚合物能够以纳米尺度复合。 优点：优点：应用范围广泛，纳米复合材料的性能可以应用范围广泛，纳米复合材料的性能可以通过控制聚合物的分子量加以调节，蒙脱土片层在聚通过控制聚合物的分

19、子量加以调节，蒙脱土片层在聚合物基体中的分散比较均匀，插层效果好。合物基体中的分散比较均匀，插层效果好。 缺点：缺点：并非所有的高聚物单体都适用这种方法，并非所有的高聚物单体都适用这种方法，其工艺路线长、条件复杂；在聚合过程中，由于片层其工艺路线长、条件复杂；在聚合过程中，由于片层的限制，单体在层间比在主体中的聚合速度慢，大多的限制，单体在层间比在主体中的聚合速度慢，大多得到插层型纳米复合材料得到插层型纳米复合材料。单体插层聚合的优缺点2.Polymer intercalation from solution 聚合物可以从水溶液中直接插层到粘土矿物的聚合物可以从水溶液中直接插层到粘土矿物的层间

20、域形成纳米复合材料。层间域形成纳米复合材料。 其特点是其特点是: : 水溶液对粘土具有溶胀作用，有利水溶液对粘土具有溶胀作用，有利于聚合物插层并剥离粘土片层；插层条件比其他于聚合物插层并剥离粘土片层；插层条件比其他方法温和，水基插层既经济又方便。方法温和，水基插层既经济又方便。 聚合物插层法的水溶液插层法聚合物插层法的水溶液插层法制备方法制备方法: : 水溶性聚合物水溶性聚合物如聚环氧乙烷 、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇 、聚丙二醇和甲基纤维素等在水溶液中与层状粘土共混插层在水溶液中与层状粘土共混插层，最后缓慢蒸缓慢蒸发掉水溶剂发掉水溶剂，可方便地制备纳米复合材料。 聚合物乳液插层是一种方便、简单

21、的良好方聚合物乳液插层是一种方便、简单的良好方法，直接利用聚合物乳液如橡胶对分散的粘土进法，直接利用聚合物乳液如橡胶对分散的粘土进行插层，可规模化进行，可以在一定范围内有效行插层，可规模化进行，可以在一定范围内有效地调控复合物的组成比例，无环境污染。地调控复合物的组成比例，无环境污染。 聚合物插层法的乳液插层法聚合物插层法的乳液插层法制备方法制备方法: : 将一定量的粘土分散在水中，将一定量的粘土分散在水中， 加入橡胶加入橡胶乳液，以大分子胶乳粒子对粘土片层进行穿乳液，以大分子胶乳粒子对粘土片层进行穿插和隔离，乳胶粒子直径越小，分散效果越插和隔离，乳胶粒子直径越小，分散效果越好。然后加入絮凝剂

22、使整个体系共沉淀，脱好。然后加入絮凝剂使整个体系共沉淀，脱去水分，得到粘土去水分，得到粘土/ / 橡胶纳米复合材料橡胶纳米复合材料。 优点：优点：乳液插层法充分利用了大多数聚合物乳液插层法充分利用了大多数聚合物均有乳液的优势，工艺最简单、易控制、成本均有乳液的优势，工艺最简单、易控制、成本最低最低。 缺点：缺点：在粘土质量百分含量较高时在粘土质量百分含量较高时( (20%) 20%) 分散性不如反应性插层法好。分散性不如反应性插层法好。 用此技术已制备了丁苯橡胶用此技术已制备了丁苯橡胶/ / 粘土、丁腈粘土、丁腈橡胶橡胶/ / 粘土、氯丁橡胶粘土、氯丁橡胶/ / 粘土等纳米复合材料。粘土等纳米

23、复合材料。该法可分两步骤该法可分两步骤：n溶剂分子插层溶剂分子插层 通过有机溶剂降低蒙脱土片层间的表面极性，从而通过有机溶剂降低蒙脱土片层间的表面极性，从而增加与聚合物的相容性。增加与聚合物的相容性。n聚合物对插层溶剂分子的置换聚合物对插层溶剂分子的置换 有机改性的蒙脱土与聚合物溶液共混，聚合物大分有机改性的蒙脱土与聚合物溶液共混，聚合物大分子在溶液中借助于溶剂而插层进入蒙脱土的片层间，子在溶液中借助于溶剂而插层进入蒙脱土的片层间，然后再挥发掉溶剂。然后再挥发掉溶剂。聚合物插层法的有机溶液插层法聚合物插层法的有机溶液插层法 优点：优点：简化了复合过程，其中聚合物是通过简化了复合过程，其中聚合物

24、是通过吸附、交换作用吸附、交换作用( (对具有层间可交换离子而言对具有层间可交换离子而言) ) 等插入蒙脱土层间，所制得的材料性能更稳定等插入蒙脱土层间，所制得的材料性能更稳定。 缺点：缺点：此方法不一定能找到既能溶解聚合物此方法不一定能找到既能溶解聚合物又能分散粘土的溶剂，而且大量使用溶剂会对又能分散粘土的溶剂，而且大量使用溶剂会对人体有害，污染环境。人体有害，污染环境。- Melt Processing (常规做法)hp将聚合物在高于其软化温度下加热，或静止条件或在剪切力作用下与硅酸盐共混，使聚合物直接插层进入硅酸盐片层。3.melt intercalationNaoki Hasegawa

25、, et al, Polymer 44 (2003) 29332937a novel compounding process using Namontmorillonite water slurry for preparing novel nylon 6/Namontmorillonite nanocompositesSchematic figure depicting the compounding process for preparing the NCH-CS using the clay slurryNew method(加入层状无机材料的悬浮液) 由于聚合物熔融插层法没有用溶剂，工由

26、于聚合物熔融插层法没有用溶剂，工艺简单，加工方便，易于操作，并且可以减艺简单，加工方便，易于操作，并且可以减少对环境的污染，但是该法不适合某些分解少对环境的污染，但是该法不适合某些分解温度低于熔融温度的聚合物。温度低于熔融温度的聚合物。熔体插层法的特点 层状纳米复合材料结构与性能层状纳米复合材料结构与性能结构结构Layered Nanocomposite structure 从结构的观点来看，聚合物从结构的观点来看，聚合物/层状硅酸盐（层状硅酸盐（PLS）纳米复合材料包括插层型（纳米复合材料包括插层型（intercalated）和剥离）和剥离型（型（exfoliated）纳米复合材料两种类型。

27、）纳米复合材料两种类型。 插层型插层型PLS纳米复合材料可作为各向异性的功能材纳米复合材料可作为各向异性的功能材料，而剥离型料，而剥离型PLS纳米复合材料具有很强的增强效纳米复合材料具有很强的增强效应，是理想的强韧型材料。应，是理想的强韧型材料。Schematic depicting the XRD patterns for various types of structures不同插层结构的表征(X射线衍射法)层状有序结构完全消失完全未解离插层结构插层结构(层间距层间距明显增大明显增大)插层结构均一插层结构无序 2.层状硅酸盐纳米复合材料的性能层状硅酸盐纳米复合材料的性能u 聚合物蒙脱土纳米

28、复合材料的力学性能有望优于纤聚合物蒙脱土纳米复合材料的力学性能有望优于纤维增强聚合物体系，因为层状蒙脱土可以在二维方维增强聚合物体系，因为层状蒙脱土可以在二维方向上起到增强作用，无需特殊的层压处理向上起到增强作用，无需特殊的层压处理。u 它比传统的聚合填充体系质量轻，只需少量的填料它比传统的聚合填充体系质量轻，只需少量的填料即可具有很高的强度、韧性及阻隔性能，而常规纤即可具有很高的强度、韧性及阻隔性能，而常规纤维、矿物填充的复合材料需要高得多的填充量，且维、矿物填充的复合材料需要高得多的填充量，且各项指标还不能兼顾。各项指标还不能兼顾。力学性能力学性能Comparison of the You

29、ngs modulus of clay/nylon-6 nanocomposites and glass fiber reinforced nylon-6 composites with low filler loadingFengge Gao, materials today,2004,50-55In the low filler loading range, clay/polymer nanocomposites have the potential to replace traditional fiber reinforced composites.Modulus increase by

30、 layered silicate reinforcement of PA66L. A. GOETTLER, Polymer Reviews, 47:291317, 2007普通层状填料玻纤增强Properties of Nylon-6 layered silicate nanocompositesPropertyNanocompositesNylon-6Tensile Modulus (GPa)Tensile Strength (MPa)Heat Distortion Temp ()Impact Strength (KJ/m2)Water Adsorption (%)Coefficient

31、Thermal Expansion ( x,y )2.11071602.80.516.310-51.169652.30.871310-5最有价值的性能变化 聚合物聚合物/ /蒙脱土纳米复合材料具有优良的热稳定蒙脱土纳米复合材料具有优良的热稳定性及尺寸稳定性。下表列出中科院化学所制备的尼龙性及尺寸稳定性。下表列出中科院化学所制备的尼龙6/6/蒙脱土纳米复合蒙脱土纳米复合材料材料(NCH)(NCH)与尼龙与尼龙6 6的部分性能。可以的部分性能。可以看出看出, NCH, NCH的热变形的热变形温度提高了温度提高了1 1倍以上。倍以上。热稳定性能(a) Organoclay (OMSFM) (wt %

32、) dependence of HDT of neat PLA and various PLACNs. Suprakas Sinha Ray, et al, Chem. Mater. 2003, 15, 1456-1465从图中可见，热变性温度从图中可见，热变性温度比原树脂体系高，当蒙脱比原树脂体系高，当蒙脱土为土为10%时时,热变性温度高热变性温度高达达116，与纯环氧同化，与纯环氧同化物相比提高了物相比提高了40。可见。可见蒙脱土片层在树脂中纳米蒙脱土片层在树脂中纳米级的分散对树脂耐热性能级的分散对树脂耐热性能有大的提高。有大的提高。阻燃性能纳米复合材料(没有添加阻燃剂的情况下)在燃烧时具

33、有以下明显特征：难点燃，火焰小、燃烧慢、无熔滴、烟雾少。燃烧效果对比图，图左侧是纯燃烧效果对比图，图左侧是纯 EVA、右、右侧是添加了侧是添加了 3.5 有机蒙脱土的有机蒙脱土的 EAV 纳纳米复合材料。米复合材料。可以明显看出，经过一分钟的燃烧后，可以明显看出，经过一分钟的燃烧后，纯纯 EVA 的燃烧消耗量要远远多于纳米的燃烧消耗量要远远多于纳米复合材料，同时出现严重的溶滴现象，复合材料，同时出现严重的溶滴现象，反观反观 EVA纳米复合材料则具有明显的阻纳米复合材料则具有明显的阻燃效果。燃效果。Comparison of the Heat Release Rate (HRR). plot f

34、or nylon-6, nylon-6 silicate-nanocomposite (mass fraction 5%)at 35 kW/m2 heat flux（热流量）（热流量）, showing a 63% reduction in HRR for the nanocomposite.flame retardantJeffrey W. Gilman, Applied Clay Science, 15, 1999.3149放热速率显著下降PP及其纳米复合材料的热释放速率对比（热通量=35kW/m2)Selected video images at 100, 200, and 400 s

35、in nitrogen at 50 kW/m2.Takashi Kashiwagi, Polymer 45 (2004) 881891阻燃机理: 这可能这可能由于燃烧时剥离或由于燃烧时剥离或插层结构坍塌而形插层结构坍塌而形成焦烧层、硅酸盐成焦烧层、硅酸盐的层状结构起到了的层状结构起到了良好绝缘和质量传良好绝缘和质量传递阻隔层的作用递阻隔层的作用, , 减少了热释放率并减少了热释放率并阻碍燃烧产生的挥阻碍燃烧产生的挥发物挥发。发物挥发。纳米尼龙与其它阻燃剂有协同效应，可以减少其它阻燃剂的使用量Proposed model for the torturous zigzag diffusion path in an exfoliated (剥离剥离)polymer-clay nanocomposite when used as a gas barrier阻隔性能Montmorillonite content dependence of permeability coefficient (渗透系数渗透系数)of water vapor in p