埃洛石纳米涂层对聚合物的改性作用研究

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埃洛石纳米管(Halloysite nanotubes,HNTs)是天然材料的一种,属于高岭土族黏土。其是在自然界中形成的一维纳米材料,具有独特而完美的纳米管状结构,其化学式为Al2Si2O5(OH)4·H2O。依赖于产地和沉积条件,HNTs管内径尺寸范围是10~30 nm,外径尺寸为40~70nm,而长度为0.2~1μm。HNTs的应用领域包括陶瓷原料、模板、微反应器、吸附剂和催化剂载体、聚合物纳米填料等。通过简单的浸涂法改善了PUF的阻燃性能。HNTs涂层可以通过氢键相互作用均匀地结合到PUF表面,通过元素分布图和X射线光电子能谱得到证实。随着HNTs悬浮液浓度的增加,改性PUF的密度和力学性能增加,而海绵的孔隙率随着HNTs含量的增加而降低。复合材料中HNTs与PUF的重量比可高达65.2%。在HNTs涂覆后,PUF的表面从疏水性转变为超亲水性,并且在HNTs涂覆后水接触角从116°降低至0°。该复合材料在高性能聚合物和功能复合材料中具有巨大潜力。与此同时,通过浸没涂覆法将疏水的埃洛石纳米管组装到聚氨酯泡沫(POS@HNTs-PUF)表面。首先用十六烷基三甲氧基硅烷对HNTs进行表面接枝改性,然后通过浸涂法将接枝改性后的HNTs组装到聚氨酯泡沫上。该处理使得改性后PUF的水接触角高于150°。改性泡沫可以高选择性地吸收油和有机溶剂,同时表现出良好的可重复使用性。这种疏水性纳米管涂层还增强了PUF的阻燃性,改性泡沫将自熄并且保持较大的完整性。通过用天然粘土纳米管涂覆制备疏水性和阻燃性PUF的方法是一种简单的方法,并且在油水分离中具有潜在的应用。此外,HNTs涂层也可以用于生物材料领域中。
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