聚丁二烯季铵盐的合成及其对钠基蒙脱土的插层与表征

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(华东理工大学体育新材料研发中心,上海 200237)

聚丁二烯季铵盐的合成及其对钠基蒙脱土的插层与表征

胡美玲,易红玲,郑柏存

(华东理工大学体育新材料研发中心,上海200237)

以端羟基聚丁二烯(HTPB)液体橡胶、环氧氯丙烷和w=33%的三甲胺水溶液为原料,三氟化硼乙醚络合物为催化剂,采用酸催化法合成大分子聚丁二烯液体橡胶季胺盐(HTPB-QAS)。研究了物料物质的量之比、催化剂用量、开环时间、开环温度及闭环时间对HTPB羟基转化率的影响,红外光谱(FT-IR)与核磁共振谱图(1H-NMR)表明成功地合成了HTPB-QAS,羟基最大转化率为65.7%。采用溶液法和静置法将HTPB-QAS插层钠基蒙脱土,制得聚丁二烯液体橡胶-蒙脱土纳米复合材料(HTPB-OMMT)。X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)、热重分析(TGA)和透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,HTPB-QAS成功插入钠基蒙脱土片层中,并且复合材料热稳定性得到明显提高。

端羟基聚丁二烯; 大分子季铵盐; 蒙脱土; 插层

蒙脱土广泛应用于聚合物添加剂,有毒物质吸附剂以及催化剂、涂层剂等领域,被誉为“万能材料”。然而,天然蒙脱土层间含有大量无机离子,使其表现为亲水疏油性,不利于其在聚合物中的分散,因此使用前要进行有机改性。近年来,由于聚合物能够有效地改变蒙脱土的表面性质,被认为是蒙脱土最有效的有机化改性方法之一[1]。与一般的小分子改性剂相比,聚合物如聚丁二烯液体橡胶、液体丁腈橡胶等既能提高蒙脱土与聚合物基体的相容性,又能避免加入蒙脱土会对聚合物基体韧性、热稳定性等造成不利影响[2]。传统方法制备液体橡胶/蒙脱土纳米复合材料一般是先将钠基蒙脱土经小分子有机化改性,再通过原位聚合或直接混合等方式将液体橡胶引入[3-5]。原位聚合法反应条件苛刻,中间过程难以控制;直接混合的主要缺点是橡胶分子链和蒙脱土之间通过范德华力结合,相互作用力比较弱[6],不利于复合改性剂协同作用的发挥。针对以上问题,可结合不同方法的优点,先对带有端官能团的液体橡胶进行端基改性合成大分子季铵盐,利用其层状的受限空间,在片层中原位引入纳米尺度的聚合物相,得到以化学键结合的有机无机纳米结构复合材料[7-9]。

本文采用酸催化法对端羟基聚丁二烯(HTPB)液体橡胶进行端基氨基化改性,合成大分子聚丁二烯液体橡胶季铵盐(HTPB-QAS),采用FT-IR、1H-NMR表征中间体及HTPB-QAS的结构;再通过溶液法和静置法将HTPB-QAS插层到钠基蒙脱土层间中,通过XRD、TGA和SEM表征复合材料聚丁二烯液体橡胶-蒙脱土(HTPB-OMMT)的结构,并研究了HTPB-QAS的添加量及制备方法对HTPB-OMMT结构与性能的影响。

1 实验部分

1.1实验原料

端羟基聚丁二烯(HTPB):工业品,山东淄博齐龙化工有限公司,羟值0.886 mmol/g;环氧氯丙烷(ECH)、对羟基苯甲醚(MEHQ):上海阿拉丁生化科技有限公司;三氟化硼乙醚(BF3·Et2O)、二甲苯、四氢呋喃(THF)、甲醇:上海国药集团试剂有限公司;氢氧化钠(NaOH):上海凌峰化学试剂有限公司;三甲胺水溶液(TMA,w=33%):永华化学科技(江苏)有限公司;钠基蒙脱土:浙江丰虹新材料有限公司,阳离子季铵交换容量(CEC)为90 mmol/100 g;去离子水:自制。

1.2仪器与表征

1H-NMR谱图采用Bruker公司的400 MHz核磁共振谱仪测定,四甲基硅烷(TMS)做内标;聚合物的红外光谱采用Nicolet公司的Nicolet 6700傅里叶光谱仪测定;X射线衍射测试采用Rigaku公司的 D/max 2550V型X射线衍射仪;小角X射线测试采用奥地利Anton Paar公司的SAXSess mc2型X射线散射仪(SAXS),样品中蒙脱土层间距用Bragg方程计算;热失重分析(TGA)采用美国TA公司生产的Q500型热重分析仪测定,温度范围为30～600 ℃,N2保护,升温速率10 ℃/min;TEM分析采用日本JEOL公司的JEM-2100型透射式电子显微镜。

1.3HTPB-QAS的合成

1.3.1 概述 由于HTPB与ECH进行开环反应时,HTPB上消耗一个羟基的同时会生成一个新的羟基,无法直接测定HTPB中羟基的转化率,并且在温度40 ℃以及NaOH溶液条件下很容易闭环完全,重新形成环氧基。因此,本实验采用间接测量法,即先使聚丁二烯-氯丙醇(HTPB-CDPP)中的氯丙醇环化生成端环氧基聚丁二烯液体橡胶(HTPBE),再测定反应后环氧基的含量,间接确定HTPB中羟基的转化率(W),计算方法如式(1)所示。

(1)

其中,W0、W1分别为HTPB开环反应前、后分子链上的环氧基含量,mmol/g。

三氟化硼乙醚(BF3·Et2O)络合物具有催化活性较高、操作简单及反应过程容易控制等优点,两步法合成缩水甘油醚时多以此为催化剂[10]。本实验选取BF3·Et2O作为HTPB与ECH开环合成反应的催化剂,反应流程如图1所示。

1.3.2 HTPB-CDPP的合成 将HTPB和BF3·Et2O溶入适量二甲苯后加入三口烧瓶中,升温至设定温度后滴加ECH。控制滴加速度,保温反应1 h。减压蒸馏除去大部分溶剂及ECH,搅拌下缓慢加入大量甲醇中,生成乳白色黏稠物,并沉于底部。除去上层液体,用甲醇继续洗涤5～6次。60 ℃真空干燥24 h,得到HTPB-CDPP。

1.3.3 聚丁二烯环氧化物(HTPBE)的合成 取一定质量由1.3.2节制得的HTPB-CDPP溶于适量二甲苯后加入三口烧瓶中,升温至40 ℃,缓慢滴加w=40% NaOH水溶液,使NaOH与HTPB-CDPP的物质的量之比为1.5∶1,恒温反应12 h。趁热抽滤,除去反应生成的NaCl,其他步骤同1.3.2节,得到HTPBE。

1.3.4 HTPB-QAS的合成 将制得的HTPB-CDPP和MEHQ以1 000∶3的质量比溶于适量二甲苯中,浓盐酸调节体系至中性,升温至60 ℃后逐滴加入w=33% TMA水溶液,使TMA与HTPB-QAS中环氧基的物质的量之比为1.2∶1,60 ℃反应4 h。按1.3.2节方法所示处理后得到HTPB-QAS。

图1 HTPB-QAS的合成流程图Fig.1 Synthesis route of HTPB-QAS

1.4环氧基含量的测定

按照GB/T 4612—2008测定HTPBE的环氧指数(IE),进而确定HTPB中羟基的转化率。环氧指数IE的计算方法如式(2)所示:

(2)

其中:V1、V0分别为样品、空白实验所消耗的盐酸标准液体积,mL;c为高氯酸标准溶液的浓度,mol/L;m为样品质量,g;T为反应温度,Ts为室温,℃。

1.5HTPB-OMMT纳米复合材料的制备方法

1.5.1 溶液法 在带有冷凝及搅拌装置的三口烧瓶中加入钠基蒙脱土(Na-MMT)及50 mL去离子水,60 ℃下搅拌、过夜,制成悬浮液,逐滴加入100 mL THF继续搅拌2 h。将一定质量HTPB-QAS溶于20 mL THF中,逐滴加入悬浮液,60 ℃搅拌处理24 h。将得到的混合液在9 000 r/min下离心处理,去除上层清液,沉淀反复用THF及THF/去离子水混合溶剂(VTHF∶VH2O=7∶3)洗涤,直至无游离Cl-(0.1 mol/L AgNO3检测)。甲醇洗涤固体粗产物3次,60 ℃真空干燥24 h,研磨,放入干燥器中备用。

1.5.2 静置法 将一定质量Na-MMT和HTPB-QAS手动搅拌10 min左右至宏观均匀,再超声处理1 h。将混合物于60 ℃下静置处理48 h,得到HTPB-OMMT复合凝胶。

2 结果与讨论

2.1HTPB与ECH开环反应影响因素研究

2.1.1 单因素对羟基转化率的影响 各单因素对HTPB羟基转化率的影响结果如图2所示。本文所使用的因素指标大小与羟基转化率成正比,因此采用因素指标表示羟基转化率随不同单因素的变化关系。从图2(a)可知,因素指标随n(—OH)∶n(ECH)增大而迅速上升,当比值为1∶4时达到最大值,继续增大物料物质的量之比对因素指标几乎无影响。这是因为ECH用量较少时,HTPB中的羟基不能反应完全,但若ECH过量太多,反应产物HTPB-CDPP会继续与ECH发生反应,生成多氯丙烷缩水甘油醚,导致羟基转化率反而减小。羟基转化率随催化剂添加量的变化关系如图2(b)所示。因素指标随催化剂质量分数增加而增大,当催化剂添加质量分数为3%时因素指标达到最大值,继续增加催化剂添加量导致反应过于剧烈,副反应增加,从而使因素指标快速减小。图2(c)研究了温度对开环反应的影响,在40～60 ℃内,因素指标随温度升高缓慢增加,80 ℃时达到最大值。从图2(d)可以看出,开环时间对羟基转化率影响较小。最后研究了闭环时间对羟基转化率的影响,如图2(e)所示。因素指标随闭环反应时间延长而逐渐增加,4 h后略有下降趋势。这是因为适当延长闭环时间能使氯丙基闭环完全,继续反应则会导致生成的端基甘油醚在碱性环境下水解[11]。

图2 不同反应因素对HTPB与ECH开环反应中羟基转化率的影响Fig.2 Effects of different reaction factors on the conversion rate of hydroxyl group in the open loop reaction of HTPB and ECH

2.1.2 正交试验测试结果与分析 高分子链的端羟基较之小分子脂肪醇而言,羟基的含量及反应活性都较低,因此与ECH发生开环反应较为困难。为了最大程度提高羟基转化率,同时考虑到各因素之间可能存在交互作用,采用正交设计法安排试验,考察了不同因素的综合影响。针对5种单因素选取4种水平,按照L16(45)正交表进行一系列预试验,结果如表1所示。从该表中可看出,不同因素对羟基转化率的影响大小顺序为:A>C>E>B>D。工艺条件为A4B2C3D1E2与A2B3C4D1E2时,羟基转化率分别为53.2%和52.8%,二者较为接近。结合2.1.1节中的单因素影响规律,并经过补充试验验证,得出最佳工艺条件为:BF3·Et2O质量分数为3%,开环温度80 ℃,n(—OH)∶n(ECH)=1∶8,40 ℃下闭环4 h、开环1 h,此时羟基转化率为65.7%。

2.2HTPB-QAS结构表征与分析

2.2.1 HTPB-QAS的FT-IR表征 图3为HTPB、HTPB-CDPP和HTPB-QAS的红外光谱图。1 109 cm-1处为C—O—C伸缩振动吸收峰,说明—OH与ECH进行开环反应生成HTPB-CDPP。谱线c中3 267、3 448 cm-1和3 566 cm-1处为3种不同种类醇羟基的伸缩振动,其中3 566 cm-1处为新生成的羟基峰,1 201 cm-1处的峰则为CH2N+(CH3)3Cl-基团C—N键的伸缩振动吸收峰,说明成功合成了大分子季铵盐HTPB-QAS[12-13]。

图3 HTPB(a),HTPB-CDPP(b)和HTPB-QAS(c)的红外光谱图Fig.3 FT-IR spectra of HTPB (a),HTPB-CDPP (b) and HTPB-QAS (c)

2.2.2 HTPB-QAS的1H-NMR表征 图4为HTPB、HTPB-CDPP及HTPB-QAS的核磁共振谱图。δ=4.08处的峰表示HTPB的羟基H,谱线b、c相同位置处谱峰显著变弱,即HTPB上大部分的端羟基已参与反应,而δ为3.94～4.01处的峰表示羟基与环氧基开环反应后新生成的羟基上的H,说明HTPB与ECH发生开环反应。δ=2.99处的峰表示N+(CH3)3Cl-上的甲基H;δ为3.56～3.66和δ为3.67～3.80处的峰为R—O—C上取代亚甲基的峰[14],说明成功合成HTPB-QAS。

表1 HTPB羟基转化率正交试验结果

T:Ring-opening reaction temperature;t1:Ring-opening reaction time;t2:Ring-closing reaction time

图4 HTPB(a),HTPB-CDPP(b)和HTPB-QAS(c)的1H-NMR谱图Fig.4 1H-NMR spectra of HTPB (a),HTPB-CDPP (b)

and HTPB-QAS (c)

2.3HTPB-OMMT纳米复合材料的结构表征

2.3.1 HTPB-QAS添加量对HTPB-OMMT的影响 溶液法制备HTPB-OMMT复合材料,采用XRD研究了HTPB-QAS添加量(以HTPB-OMMT分子上的季铵基团是Na-MMT上阳离子可交换数量(CEC,mmol/100 g)的倍数表示)对蒙脱土层间距的影响,如图5和表2所示。当HTPB-QAS添加量较小(≤1.0CEC)时,蒙脱土层间距(d)随液体橡胶添加量的增加而增大,当HTPB-QAS添加量为1.0CEC时,d达到最大值1.54 nm (根据布拉格方程2dsinθ=λ计算,其中θ为入射角,λ为入射波长),继续增加HTPB-QAS添加量,则蒙脱土层间距略有缩小的趋势。这是由于蒙脱土上阳离子交换达到饱和后,继续增加HTPB-QAS添加量,蒙脱土颗粒表面开始吸附并造成絮凝沉淀,阻碍橡胶分子链进入蒙脱土片层间,从而影响插层效果[15]。

2.3.2 HTPB-OMMT制备方法对蒙脱土层间距的影响 采用溶液法和静置法两种不同的方法制备HTPB-OMMT纳米复合材料,分别用XRD与SAXS表征溶液法和静置法对插层效果的影响,如图6所示。当HTPB-QAS添加量均为2.0CEC时,溶液法中蒙脱土层间距为1.52 nm;静置法中未出现明显散射峰,只在2θ=0.8°附近出现很微弱的“包子”峰,说明大部分蒙脱土片层实现了剥离,剩余小部分蒙脱土层间距也较大。

图5 HTPB-QAS添加量不同时钠基蒙脱土的XRD谱图Fig.5 XRD spectra of Na-MMT with different addition amounts of HTPB-QAS

表2 蒙脱土层间距随HTPB-QAS添加量的变化

图6 (a)溶液法的XRD谱图;(b)静置法的SAXS谱图Fig.6 (a) XRD spectra of solution-intercalating method; (b) SAXS spectra of static-placing method

对比两种方法可知,复合材料制备方法不同,HTPB-QAS分子链在蒙脱土片层中的排布方式也不同。有机阳离子替换蒙脱土层间无机阳离子后,在片层间以平卧单层、平卧双层、半倾斜排列及脂肪链复合物等形式存在[16]。凝胶渗透色谱法(GPC)测得HTPB-QAS的数均分子量为2 237,经计算可知,分子链厚度为0.27 nm左右,长度在15～20 nm内,因此溶液法中HTPB-QAS在蒙脱土片层中形成单层平躺结构;静置法中HTPB-QAS分子链以半倾斜方式存在,或HTPB-QAS分子链一端连接在蒙脱土片层上,且蒙脱土片层以剥离态存在。这可能是因为以溶液法制备时,聚丁二烯分子链呈舒展状,在蒙脱土层间距很小时,分子链只能以平躺的方式进入片层;静置法制备时,蒙脱土分散在HTPB-QAS凝胶中,HTPB-QAS以复杂的团簇状结构存在,该种结构有助于片层的剥离,因此能产生更好的插层效果[17]。

2.3.3 HTPB-OMMT的FT-IR表征 采用FT-IR对Na-MMT、HTPB-QAS和HTPB-OMMT进行结构表征,如图7所示。HTPB-OMMT谱线同时包含Na-MMT和HTPB-QAS的特征吸收峰:1 038 cm-1及400～800 cm-1处为蒙脱土的特征吸收峰[18-19];除此之外,2 925、1 825 cm-1处为长链烷基特征吸收峰,1 231 cm-1及1 445 cm-1处为季铵盐有机基团吸收峰。结合XRD曲线可知,HTPB-QAS分子链已插入蒙脱土层间。

2.3.4 TEM分析 为进一步验证钠基蒙脱土经HTPB-QAS插层后的效果,采用TEM观察了Na-MMT和HTPB-OMMT的微观结构,结果如图8所示。从图8(a)可看出,Na-MMT在乙醇中的分散性比较差,整体呈直径100 nm左右的团聚体。经HTPB-OMMT插层处理后,蒙脱土初级粒子的厚度约20 nm,以独立的形式分散于聚丁二烯液体橡胶基体中(蒙脱土周围白色及灰色区域)。有机蒙脱土HTPB-OMMT的片层虽未完全撑开,但在高放大倍数下,仍能看出蒙脱土层间距有所增大,为HTPB-QAS插入蒙脱土片层提供了有力证据。

图7 Na-MMT(a),HTPB-QAS(b)和HTPB-OMMT(c)的FT-IR谱图

2.4HTPB-QAS对HTPB-OMMT热稳定性的影响

采用TGA表征HTPB-QAS不同添加量对HTPB-OMMT纳米复合材料热稳定性的影响,如图9所示。从图9(a)中可看出,HTPB-QAS出现两个失重阶段:第1阶段为295～400 ℃,这是HTPB某些较弱的键断裂,同时出现分子间的反应活性中心,导致失重;第2阶段为400～515 ℃,第1阶段所形成的活性中心不断引发,短时间内传遍整个高分子链,使之裂解成小分子碎片,进一步热分解而失重[20]。从图9(b)中可看出,HTPB-OMMT的初始失重阶段为30～100 ℃,应为吸附水和未除尽的溶剂[21],并且只在515～585 ℃出现一个热分解阶段,比HTPB-QAS对应阶段提高115 ℃左右。HTPB-QAS插入到Na-MMT片层间后,分子链与蒙脱土片层以化学键结合,HTPB-QAS分子链上较弱的键也因此增强,分解需消耗更多能量,从而起始分解温度升高。同时,HTPB-OMMT最大热分解速率及其所需温度均随HTPB-QAS添加量的增加而提高(见图9(b)),说明HTPB-QAS有利于提高复合材料的热稳定性。

图8 TEM图:(a)Na-MMT;(b)HTPB-OMMT Fig.8 TEM of (a) Na-MMT and (b) HTPB-OMMT

a—HTPB-QAS;HTPB-QAS addition amount/(mmol·10-2 g-1):b—0;c—0.8CEC;d—1.0CEC;e—1.5CEC;f—2.0CEC

3 结 论

(1) 以三氟化硼乙醚络合物(BF3·Et2O)为催化剂,采用正交设计法安排试验,合成大分子聚丁二烯液体橡胶季胺盐(HTPB-QAS)。环氧指数(IE)测试结果表明,HTPB-QAS最佳工艺条件为:催化剂质量分数3%、开环温度80 ℃、物料物质的量之比1∶8,40 ℃下闭环4 h、开环1 h,此时羟基转化率为65.7%。

(2) XRD、SAXS、FT-IR及TEM测试结果表明,HTPB-QAS成功插入钠基蒙脱土片层中。不同HTPB-OMMT制备方法对蒙脱土层间距及HTPB-QAS分子链排布方式影响较大。

(3) TGA 测试结果表明,与HTPB-QAS相比,HTPB-OMMT纳米复合材料初始热分解温度提高115 ℃;同时,复合材料最大热失重速率及其所需温度均随HTPB-QAS添加量增加而逐渐增大或升高,HTPB-QAS有利于提高复合材料的热稳定性。

[1] LIU P.Polymer modified clay minerals:A review [J].Applied Clay Science,2007,38(s1-2):64-76.

[2] 王锦成,郝文莉,郑晓昱,等.季铵盐超支化改性及其在蒙脱土中的应用[J].上海工程技术大学学报,2011,25(2):97-100.

[3] POURHOSSAINI M R,RAZZAGHI K M.Grafting hydroxy-terminated polybutadiene onto nanosilica surface for styrene butadiene rubber compounds [J].Journal of Applied Polymer Science,2012,124(6):4721-4728.

[4] 朱建君,郭鹏,黄克靖,等.聚丁二烯/黏土纳米复合凝胶的流变行为研究[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2011,24(1):115-119.

[5] 陈月辉,王锦成,金峥杰,等.有机蒙脱土/聚氨酯/端羟基聚丁二烯液体橡胶纳米复合材料的制备[J].合成橡胶工业,2009,32(1):67-69.

[6] CHEN R,PENG F,SU S.Synthesis and characterization of novel swelling tunable oligomeric poly(styrene-co-acrylamide) modified clays[J].Journal of Applied Polymer Science,2008,108(4):2712-2717.

[7] 王锦成,杨科,郑晓昱.蒙脱土的有机化改性及其结构与性能研究[J].化工矿物与加工,2010,39(7):11-13.

[8] SANTHANA Gopala Krishnan,KAVITHA Ayyaswamy,NAYAK S K.Hydroxy terminated polybutadiene:Chemical modifications and applications [J].Journal of Macromolecular Science:Part A,2013,50(50):128-138.

[9] ZHENG N,JIE S,LI B.Synthesis,chemical modifications and applications of hydroxyl-terminated polybutadiene [J].Progress in Chemistry,2016,28(5):665-672.

[10] 丁伟,景慧,于涛,等.2-辛基十二烷基缩水甘油醚的合成[J].西南石油大学学报(自然科学版),2011,33(1):144-146.

[11] 张娅,许涌深,邱守季,等.乙二醇二缩水甘油醚的合成及表征[J].化学工业与工程,2014,31(5):31-36.

[12] 苏玲,张丽华,汪存东.聚乙二醇/环氧氯丙烷多羟基聚醚的合成及表征[J].化学推进剂与高分子材料,2013,11(5):66-69.

[13] 刘琼琼.高分子季铵盐的合成、表征及其对细菌和真菌的抑制特性研究[D].广州:华南理工大学,2014.

[14] OYERVIDES M E,POLLET E,ULRICH G,etal.Original method for synthesis of chitosan-based antimicrobial agent by quaternary ammonium grafting [J].Carbohydrate Polymers,2017,157(10):1922-1932.

[15] 李立新,李婧,李蓉,等.蒙脱土-氨基树脂纳米复合材料的制备及表征[J].四川大学学报(工程科学版),2008,40(4):98-102.

[16] MORONTA A,FERRER V,QUERO J,etal.Influence of preparation method on the catalytic properties of acid-activated tetramethylammonium-exchanged clays[J].Applied Catalysis A:General,2002,230(1/2):127-135.

[17] SINGH C,BALAZS A C.Effect of polymer architecture on the miscibility of polymer/clay mixtures[J].Polymer International,2000,49(5):469-471.

[18] 法默.矿物的红外光谱[M].北京:科学出版社,1982.

[19] 董前年,章于川,张彩云,等.4-(6-胺基己氧基)-4′-氰基联苯蒙脱土插层材料的制备与表征[J].应用科技,2006,33(7):48-50.

[20] 张德元,杜廷发,童乙青.端羟基聚丁二烯(HTPB)的热分解研究[J].推进技术,1987(5):54-59,81.

[21] 谢友利,张猛,周永红,等.硬脂酸酯季铵盐插层蒙脱土的制备及表征[J].非金属矿,2012,35(6):4-5.

SynthesisofPolybutadieneQuaternaryAmmoniumSaltandItsIntercalationintoMontmorillonite

HUMei-ling,YIHong-ling,ZHENGBai-cun

(ResearchandDevelopmentCenterforSportsMaterial,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)

Macromolecule polybutadiene quaternary ammonium salt (HTPB-QAS) was prepared by acid catalytic method using hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB),epichlorohydrin andw=33% trimethylamine solution as starting materials and three boron fluoride ethyl ether complexes as the catalyst.The effects of material ratio, catalyst amount,ring-opening time and temperature,and ring-closing time on the conversion rate of hydroxyl group in HTPB were studied.HTPB-QAS was successfully synthesized with the conversion rate of hydroxyl group of65.7% as confirmed by FT-IR and1H-NMR.By solution method and static method,HTPB-QAS was intercalated into Na-MMT to obtain HTPB and Na-MMT nanocomposites (HTPB-OMMT).XRD,SAXS,FT-IR and TEM results showed that HTPB-QAS was successfully inserted into Na-MMT layers,and TGA results showed that the thermal stability of the composites was improved obviously.

HTPB; macromolecular quaternary ammonium salt; montmorillonite; intercalation

TB332

A

1006-3080(2017)05-0632-08

10.14135/j.cnki.1006-3080.2017.05.006

2016-12-23

国家自然科学基金(21506064)

胡美玲(1990-),女,硕士生,研究方向为液体橡胶改性蒙脱土。

易红玲,E-mail:yihl@ecust.edu.cn