聚醯胺納米複合材料是採用插層聚合法製備的典型聚合物基納米複合材料。具有層狀結構的黏土又稱膨潤土，是一類非金屬礦物，主要成分為含蒙脫土的層狀矽酸鹽。原位插層聚合技術是通過粒子交換反應使黏土有機化後，將聚醯胺單體插入到準二維矽酸鹽黏土的片層結構間進行原位聚合，得到聚合物/黏土複合材料。
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材料介紹
近年來，納米材料逐漸成為研究的焦點，聚合物基納米符合材料的研究也成為聚合物研究領域的一個熱點。由於納米材料具有特殊的表面效應、體積效應和巨觀量子隧道效應，因而能賦予聚合物基納米符合材料特殊的性能。
分類
1.聚合物/聚合物分子複合材料
這類材料的特點是：兩種或兩種以上聚合物共混，其中一種聚合物以納米尺度分散在其他的聚合物之中。
2.聚合物/層狀納米無機物複合材料這類材料是將層狀的無機物以納米尺度分散到聚合物中而形成的。其製備通常採用插層法，插層製備聚醯胺基納米符合材料是目前最為成熟的方法。
這類材料是將層狀的無機物以納米尺度分散到聚合物中而形成的。其製備通常採用插層法，插層製備聚醯胺基納米符合材料是目前最為成熟的方法。
3.聚合物/納米無機粒子（纖維、管）複合材料
目前這類方法使用較多，發展也最快。聚醯胺基納米複合材料的製備使用該方法不多。
就聚醯胺納米複合材料而言，按製備方法可將其分為插層聚合法、共混法和原位分散聚合法。其中，插層聚合法和原位分散聚合法的研究和套用較多。
製備方法
由聚合過程可見，原位插層聚合技術完全不同於共混方法製備有機-無機複合材料，而是將單體插入到層狀黏土活性中心的納米級反應器中，進行定量原位聚合，實現了納米相的分散和自組裝排列，從而達到納米水平上的材料設計。
中科院化學所發展了一步法原位插層聚合技術，該方法將蒙脫土層間陽離子交換，己內醯胺單體插層以及插層複合物與己內醯胺單體原位聚合在同一穩定膠體分散體系中進一步完成。
聚醯胺/黏土納米複合材料是採用插層聚合法製備的典型聚合物基納米複合材料。具有層狀結構的黏土又稱膨潤土，是一類非金屬礦物，主要成分為含蒙脫土的層狀矽酸鹽。原位插層聚合技術是通過粒子交換反應使黏土有機化後，將聚醯胺單體插入到準二維矽酸鹽黏土的片層結構間進行原位聚合，得到聚合物/黏土複合材料。由聚合過程可見，原位插層聚合技術完全不同於共混方法製備有機-無機複合材料，而是將單體插入到層狀黏土活性中心的納米級反應器中，進行定量原位聚合，實現了納米相的分散和自組裝排列，從而達到納米水平上的材料設計。
中科院化學所發展了一步法原位插層聚合技術，該方法將蒙脫土層間陽離子交換，己內醯胺單體插層以及插層複合物與己內醯胺單體原位聚合在同一穩定膠體分散體系中進一步完成。
製備性能
當蒙脫土質量分散僅5%時，NCH的熱變形溫度和力學性能均明顯改進。蒙脫土質量分數在10%以下，NCH強度仍能顯著增加，並大大超過傳統共混複合材料的增加幅度，同時熱變形溫度則由PA6的65℃提高到152℃。
在給定的蒙脫土含量範圍內，經11-胺基酸處理的蒙脫土加入到複合材料的基體中可以明顯改善材料的力學性能。這可以歸因於PA6與蒙脫土之間形成了良好的界面粘結。蒙脫土與PA6分子間的連線起到了類似於交聯點的作用，是材料的斷裂伸長率卻驟然增到147&，是相同含量未處理蒙脫土的複合材料的8倍。可以預見，如果蒙脫土的矽酸鹽片層都被解離為更細的納米片層面均勻地分散到PA6的基體中，並和PA6分子實行界面偶聯，材料的力學性質必將會有更大幅度的提高。
原位分散聚合
國內有研究者採用原位分散聚合法製備了凹凸棒土/聚醯胺納米複合材料。凹凸棒土在電子顯微鏡下呈半透明狀，晶體纖維細，熱穩定性好，在我國具有豐富的儲藏量。
聚合前，一般需要對凹凸棒土進行處理。一般方法是將凹凸棒土分散於水中，攪拌混合，除去雜質，然後用稀鹽酸處理，過濾，水洗，烘乾，最後粉碎。凹凸棒土原礦樣在形成過程中含有石英、碳酸鹽等雜質，它們的存在影響材料的性能。在用酸處理的過程中有大量的氣泡產生，而且濾液呈黃色，經原子吸收分析，濾液中的大部分粒子經過酸處理後都被溶出，凹凸棒上吸附了氫離子。然後將處理過的凹凸棒分散於水中，加入己內醯胺，強烈攪拌，升溫至110℃蒸出過量水分，然後升溫至260℃下加壓聚合，樹脂經萃取低聚物後烘乾得到成品。
原位分散聚合法製備聚醯胺納米複合材料的性能
將經酸處理過的凹凸棒土進行粉碎，過120目、200目和400目篩，然後己內醯胺在水介質中反應製得聚合物。
凹凸棒土的粒徑越小，聚合物的分子量越大，低聚物含量越小。這可能是當凹凸棒在強烈攪拌的作用下分散水中時，粒徑小的凹凸棒更易被分散成為一些纖維狀的聚集體，水和己內醯胺易進入纖維之間，在凹凸棒土吸附的氫離子作用下，己內醯胺易發生開環聚合。
在相同的粒徑條件下，隨著用量增加，所得的聚合物中低聚物增加，聚合物分子量下降。凹凸棒土用量越多，凹凸棒土在水中越不易分散成纖維狀，而且隨著凹凸棒土用量增加，所帶的金屬離子也增加，這些金屬離子會起到阻聚作用。
