开题报告 具有离子交换性的层状材料/碳纳米管复合体系 在水溶性高分子中的应用 1 背景 高分子材料与金属材料、无机非金属材料构成材料世界的三大支柱，在科学技术、经济建设中发挥着重要的作用。然而，随着现代社会的迅速发展，单一的聚合物已经不能满足当下人们的使用需求。高分子材料必须向高性能化、精细化、多功能化、品种多样化、成本低廉化方向迈进，相较于研发新型高分子材料，聚合物共混改性正是实现这一转变的有效手段。经过共混改性的高分子复合体系，综合性能趋于均衡，包括力学性能、加工性能、尺寸稳定等等。其中，聚合物基的纳米复合材料由于经过纳米填料的增强改性，在阻隔阻燃，生物医用以及光电等领域得到了广泛应用，开辟了纳米技术的又一个新领域 [1-3] 。 聚合物基复合物的无机填料通常具有较大的长径比，从维度来分类，主要包括零维（如二氧化硅、炭黑），一维（纤维类，如碳管、碳纤维）和二维材料（层状材料）[4]。蒙脱土（MMT）是一类常见的层状结构的含水铝硅酸盐土状矿物，主要成分是氧化硅和氧化铝。MMT 每个单位晶胞都是高度有序的准二维晶片，这种晶体结构赋予了它独特的性质：较大的表面活性，较高的阳离子交换能力，层间表面的异常含水特征等等。由于 MMT 资源丰富，价格低廉，性能优良，近年来受到各界学者的广泛关注，已被应用在石油、冶金、药品、轻工、污水处理等多个领域[5]。虽然 MMT 被称为“万能之土”，但是它的合成较难，而且片层尺度通常为微米级，不适用于纳米复合体系的增强改性。 近来，另外一种无机纳米层状填料，层状双金属氢氧化物（LDH）引起了较大关注。相较于 MMT，LDH 具有不可比拟的化学组成与尺寸大小可调控性。LDH是一种阴离子型的、水滑石类化合物，也指层间具有可交换阴离子的层状结构化合物，组成可以用如下通式表示：，其中M2+、M3+分别是位于主体层板八面体空隙的二价和三价金属阳离子，An -是在碱开题报告 性溶液中可稳定存在的阴离子，位于层间。LDH 的这种主-客体层状结构，实现了其主体层板离子种类、插层客体阴离子种类、二价三价阳离子化学计量比、结晶尺寸及分布、层间距等在较大范围内可调，形成一大类结构相似功能特殊的阴离子型层状材料 [6,7] 。因此，LDH 被认为是一种更为理想的制备聚合物/层状化合物复合体系的无机层状填料。 LDH 的主体层板间存在强的共价键，层间是一种弱的相互作用力，主客体之间通过氢键、范德华力、静电力等结合，并以有...
