Page 16 - 《精细化工》2019年第11期

·2164· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

该类材料通常可分为两类：微相复合材料（相分离 材料）和纳米复合材料，如图 7 所示。

图 6 NaOH/尿素复合溶液制备剥离 LDH 片层的示意图 [35]
Fig. 6 Diagram of preparation of exfoliated LDH sheet by NaOH/urea complex solution [35]

果表明，引入质量分数为 10%的 CaAl-LDH，可使
复合材料的热稳定性提升，燃烧时最大峰值放热率
（ PHRR ）降 低 42% 。 Guo 等 [40] 将 SDS 改性
CoAl-LDH 分散于聚氨酯（PU）单体复合的溶液中，
之后引发聚合得到复合材料，结果表明 LDH 的引入
可以使 PU 在 160~340 ℃的热氧化速率降低。
原位聚合法制备的纳米复合材料中，LDH 和聚
合物之间相互作用力大，有利于应力转移。因此，
在原位聚合的过程中很少出现相分离现象。然而通
过该方法引入 LDH 会对聚合体系的黏度和聚合条
件产生一定影响，增大聚合阶段的调控难度。
2.2 熔融共混法
熔融共混法是指将聚合物与 LDH 在剪切力及
高温条件下混合，聚合物链段渗透进入 LDH 层间或

者剥离形成纳米复合材料 [41] 。该方法适用于通过热
图 7 聚合物/LDH 纳米复合材料结构示意图 塑性聚合物（PP、PA、PE 等）与 LDH 混合制备纳
Fig. 7 Structural schematic diagram of polymer/LDH [42-43] [44]
nanocomposites 米复 合材料 。 Qiu 等 将 SDBS 改性的
MgAl-LDH 加入到熔融状态的线性低密度聚乙烯
其中纳米复合材料存在两种结构，第一种是“插 （LLDPE）通过高速剪切得到 LLDPE/LDH 复合材
层型纳米复合材料”，聚合物链完全插层到 LDH 的 料，结果表明,引入质量分数为 10%的 LDH 可以显著
层间 [36] ；第二种是“剥离型纳米复合材料，聚合物 提升复合材料的热稳定性和阻燃性。Matusinovic 等 [45]
链负载到分离良好的 LDH 纳米片上并对 LDH 片层 分别使用原位法和熔融共混法将质量分数为 10%的
进行支撑，阻碍其重组 [37] 。常用于制备聚合物/LDH CaAl-LDH 引入 PS 中，结果表明,通过原位法可以获
纳米复合材料的方法有原位聚合、熔融共混和溶液 得分散得更好的复合材料，且比熔融共混法制得复
共混等。 合材料的 PHRR 低 24%。
2.1 原位聚合法 熔融共混法简单易行，避免了溶剂的使用，但
原位聚合物法是指将 LDH 与可聚合单体充分 是使用该方法需要持续的高温条件，能耗较大。此
混合，使单体插层到 LDH 层间，再引发单体在 LDH 外有机改性 LDH 受高温影响较大，可能会导致改性
层间发生聚合，制备聚合物/LDH 纳米复合材料 [38] 。 剂受热迁出 LDH 板层，使得 LDH 与聚合物基体复
Matusinovic 等 [39] 以苯甲酸改性 CaAl-LDH 为前驱 合时出现相分离。因此在实际操作时要尽可能选择
体，将聚苯乙烯（PS）单体插层到到 CaAl-LDH 中， 与 LDH 板层结合强度高并且自身热稳定性强的改
引发聚合后得到剥离型 PS/LDH 纳米复合材料，结 性剂。