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蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

彭尧 王雯 曹金珍

彭尧, 王雯, 曹金珍. 蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
引用本文: 彭尧, 王雯, 曹金珍. 蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
Peng Yao, Wang Wen, Cao Jinzhen. Photodegradation and anti-weathering effects of montmorillonite on WF/PP composites[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
Citation: Peng Yao, Wang Wen, Cao Jinzhen. Photodegradation and anti-weathering effects of montmorillonite on WF/PP composites[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032

蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
基金项目: 

中央高校基本科研业务费专项 2015ZCQ-CL-01

详细信息
    作者简介:

    彭尧。主要研究方向:木塑复合材料耐老化。Email:pengyao0304@163.com  地址:100083  北京市海淀区清华东路35号北京林业大学材料科学与技术学院

    通讯作者:

    曹金珍,教授,博士生导师。主要研究方向:木材保护与改性。Email: caoj@bjfu.edu.cn  地址:同上

  • 中图分类号: TQ351

Photodegradation and anti-weathering effects of montmorillonite on WF/PP composites

  • 摘要: 目的为了探究蒙脱土对木塑复合材料耐光老化性能的影响,及其在老化过程中的作用机理。方法以毛白杨木粉和聚丙烯为原料,选用两种不同类型的蒙脱土钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)为添加剂,在不同添加量的条件下(0、0.5%、1.0%和1.5%)制备了5组木粉/聚丙烯复合材料,并进行长达960 h的人工加速紫外老化。在老化过程中,测试试材的表面颜色和弯曲性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对复合材料表面的形貌和化学组成变化进行表征。结果老化造成复合材料表面的褪色和开裂现象,老化960 h后,对照组复合材料的静曲强度和弹性模量保持率分别仅为76.4%和61.7%;两种类型的蒙脱土均有效抑制了复合材料光降解,添加蒙脱土的复合材料其弯曲性能保持率均高于对照组;蒙脱土同时具有紫外屏蔽作用和光催化作用,前者在老化初期(老化480 h内)的作用较为明显;相比于Na-MMT,OMMT层间有机改性剂的光降解促进了复合材料体系的光老化进程。结论Na-MMT更有利于延缓复合材料的光老化,且在添加量较低时(0.5%)耐老化效果较好。
  • 图  1  老化过程中木粉/聚丙烯复合材料表面明度差(a)和色差值(b)变化

    Figure  1.  Changes in the ΔL* (a) and ΔE (b) of WF/PP composites during weathering process

    图  2  老化过程中对照组复合材料表面的形貌变化

    Figure  2.  Changes in morphologies of control composites during weathering process

    图  3  老化过程中Na-MMT-0.5复合材料表面的形貌变化

    Figure  3.  Changes in morphologies of Na-MMT-0.5 composites during weathering process

    图  4  老化过程中Na-MMT-1.0复合材料表面的形貌变化

    Figure  4.  Changes in morphologies of Na-MMT-1.0 composites during weathering process

    图  5  老化过程中Na-MMT-2.0复合材料表面的形貌变化

    Figure  5.  Changes in morphologies of Na-MMT-2.0 composites during weathering process

    图  6  老化过程中OMMT-1.0复合材料表面的形貌变化

    Figure  6.  Changes in morphologies of OMMT-1.0 composites during weathering process

    图  7  老化过程中各组复合材料的ATR-FTIR图谱和表面羰基指数变化

    Figure  7.  Changes in ATR-FTIR spectra and carbonyl index of all composites during weathering process

    表  1  老化前与老化960 h后各组复合材料的弯曲性能

    Table  1.   Flexural properties of all groups of composites before and after 960 hours weathering

    分组
    Label
    MOR/MPa MOE/GPa
    老化前Unweathered 老化后Weathered 老化前Unweathered 老化后Weathered
    对照组Control 44.69 (1.02) 34.15 (0.56) 2.64 (0.15) 1.63 (0.05)
    Na-MMT-0.5 42.39 (0.55) 35.81 (0.85) 2.43 (0.12) 1.93 (0.07)
    Na-MMT-1.0 40.17 (1.42) 32.61 (1.23) 2.46 (0.13) 1.85 (0.06)
    Na-MMT-2.0 38.02 (0.94) 31.48 (0.36) 2.44 (0.16) 1.80 (0.10)
    OMMT-1.0 39.61 (1.00) 30.31 (0.54) 2.57 (0.08) 1.56 (0.03)
    注:括号中数值为标准偏差数值。Note: standard deviations are shown in brackets.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-24
  • 修回日期:  2018-03-05
  • 刊出日期:  2018-08-01

蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
    基金项目:

    中央高校基本科研业务费专项 2015ZCQ-CL-01

    作者简介:

    彭尧。主要研究方向:木塑复合材料耐老化。Email:pengyao0304@163.com  地址:100083  北京市海淀区清华东路35号北京林业大学材料科学与技术学院

    通讯作者: 曹金珍,教授,博士生导师。主要研究方向:木材保护与改性。Email: caoj@bjfu.edu.cn  地址:同上
  • 中图分类号: TQ351

摘要: 目的为了探究蒙脱土对木塑复合材料耐光老化性能的影响,及其在老化过程中的作用机理。方法以毛白杨木粉和聚丙烯为原料,选用两种不同类型的蒙脱土钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)为添加剂,在不同添加量的条件下(0、0.5%、1.0%和1.5%)制备了5组木粉/聚丙烯复合材料,并进行长达960 h的人工加速紫外老化。在老化过程中,测试试材的表面颜色和弯曲性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)对复合材料表面的形貌和化学组成变化进行表征。结果老化造成复合材料表面的褪色和开裂现象,老化960 h后,对照组复合材料的静曲强度和弹性模量保持率分别仅为76.4%和61.7%;两种类型的蒙脱土均有效抑制了复合材料光降解,添加蒙脱土的复合材料其弯曲性能保持率均高于对照组;蒙脱土同时具有紫外屏蔽作用和光催化作用,前者在老化初期(老化480 h内)的作用较为明显;相比于Na-MMT,OMMT层间有机改性剂的光降解促进了复合材料体系的光老化进程。结论Na-MMT更有利于延缓复合材料的光老化,且在添加量较低时(0.5%)耐老化效果较好。

English Abstract

彭尧, 王雯, 曹金珍. 蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
引用本文: 彭尧, 王雯, 曹金珍. 蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料光降解及老化抑制作用[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
Peng Yao, Wang Wen, Cao Jinzhen. Photodegradation and anti-weathering effects of montmorillonite on WF/PP composites[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
Citation: Peng Yao, Wang Wen, Cao Jinzhen. Photodegradation and anti-weathering effects of montmorillonite on WF/PP composites[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(8): 116-122. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180032
  • 作为一种新型的绿色环保材料,木塑复合材料(wood-plastic composites,WPC)被广泛应用于家具、建筑、包装运输、室外景观等众多领域,前景十分广阔[1]。目前,80%左右的WPC制品被应用在室外环境。然而在室外应用时,材料不可避免地会受到来自阳光、雨雪、温湿度、紫外线等自然环境因素的影响。长时间的暴露将导致WPC的光降解以及力学性能的下降,不仅缩短了其使用寿命,还造成了安全隐患。研究者[2]发现:在室外环境中暴露3个月,WPC制品的表面便会从棕色逐渐褪变成灰白色,同时表面产生大量裂纹,表层材料出现粉化现象。此外,复合材料的力学性能也迅速降低。一般而言,老化后WPC的冲击强度降幅接近30%,而静曲强度和弹性模量分别下降50%和20%左右[3-4]。因此,提高WPC的耐老化性能,延长其使用寿命已成为研究热点。目前,主要采取的措施包括改变聚合物的化学结构和添加耐老化助剂,如紫外吸收剂、抗氧化剂、自由基捕捉剂等。然而,这些有机添加剂多为人工合成,具有一定的毒性,且易流失,容易对环境和人畜安全造成威胁。因此,寻求一种天然、稳定且有效的紫外防护材料成为当务之急。

    蒙脱土(montmorillonite,MMT)是一种层状结构的硅酸盐粘土,由于其较低的价格、丰富的来源以及独特的结构优势,日益受到研究者们的重视,并被广泛应用于WPC的改性中,用以提高复合材料的物理力学性能[5]。目前,常用的蒙脱土主要包括钠基蒙脱土(Na-MMT)和有机蒙脱土(OMMT)。然而,关于这两种蒙脱土对聚合物耐老化作用的研究开展尚少,且机理不够明确,一些研究者[6-8]甚至得出了相反的结论。Oliveira等[6]认为蒙脱土具有紫外屏蔽和氧气阻隔效应,并发现少量的OMMT能够有效延缓聚苯乙烯(PS)的光老化。还有研究者[7]指出:在聚氯乙烯(PVC)的光老化中,Na-MMT同样起到了抑制老化的作用。然而,Qin等[8]的研究却表明:相比于纯聚乙烯(PE),OMMT的加入则促进了PE的光降解进程。

    综上,蒙脱土的耐老化作用可能与其类型、添加量及其改性剂的种类有关。因此,本研究将对比这两种不同类型的蒙脱土及其添加量对木粉/聚丙烯复合材料耐老化性能的影响,并阐明两种蒙脱土在此过程中的作用机理。

    • 毛白杨(Populus tomentosa)木粉,60~80目,河北省藁城兴达木粉厂。聚丙烯(PP)粉料,牌号K8303,北京燕山石化有限公司。钠基蒙脱土(Na-MMT),200目,浙江省湖州市丰虹粘土化工有限公司。有机蒙脱土(OMMT),200目,浙江省湖州市丰虹粘土化工有限公司。

    • 根据以往研究经验,确定复合材料中木粉与聚丙烯的质量比为4:6。Na-MMT的添加量设定为木粉与聚丙烯总质量的0.5%、1.0%和2.0%,其复合材料分别标记为Na-MMT-0.5、Na-MMT-1.0和Na-MMT-2.0。作为对比,OMMT的添加量设定为木粉与聚丙烯总质量的1.0%,复合材料标记为OMMT-1.0。总共制备5组复合材料,其中1组不添加,为对照组。

      将毛白杨木粉和聚丙烯放入电热鼓风干燥箱,在105 ℃的条件下干燥至恒质量。然后将称量好的5组原料分别放入高速混合机(SRH-10型,北京泽岛股份有限公司)中搅拌4 min,转速为2 400 r/mim。取出混合好的原料,使用双螺杆挤出机(KS-20型,江苏昆山科信橡塑机械有限公司)进行挤出造粒,挤出机一区至五区的温度分别设为165、170、175、180、175 ℃,螺杆转速为180 r/mim。待冷却后,将造粒后的材料粉碎至小颗粒状,之后铺装在模具中,通过热压-冷压法制备成复合材料。热压时采用智能控制实验压机(SYSMEN-11型,中国林业科学研究院木材工业研究所),热压参数如下:温度为180 ℃,压力为4 MPa,保压时间为6 min。热压结束后,在室温下进行冷压,压力与保压时间同热压时的参数。最终制得的复合材料尺寸为270 mm×270 mm×3 mm,预设密度为1.0 g/cm3

    • 木塑复合材料的老化测试在人工紫外加速老化箱(QUV/SPRAY型,美国Q-Lab公司)中进行,参照标准为ASTM G154-06。老化总时长设为960 h。每个老化周期为12 h,分为两个阶段。前8 h为紫外辐射过程,紫外光波长为340 nm,照射强度为0.89 W/m2,老化箱内部温度为60 ℃;后4 h为冷凝过程,此时紫外灯自动关闭,老化箱内部温度控制在50 ℃。在老化240、480、720和960 h后取出试件进行性能测试。

    • 采用三恩驰公司的NR200测色仪,测定试材在CIE (1976) L*a*b*系统中的各项色度学参数,并计算复合材料在老化过程中表面的色差值(ΔE),计算公式为:

      $$ \Delta E=\sqrt{\Delta L^{* 2}+\Delta a^{* 2}+\Delta b^{* 2}} $$ (1)

      式中:ΔL*、Δa*和Δb*分别为试材老化前后的明度差、红绿色品指数差和黄蓝色品指数差。

    • 复合材料的弯曲性能检测参照GB/T 23137—2009[9]进行,试样尺寸为60 mm (长)×25 mm (宽)×3 mm (厚)。采用微机控制电子式万能试验机(WAW-50D型,山东济南试金集团有限公司)测定复合材料在老化过程中的静曲强度(MOR)与弹性模量(MOE),将老化后的静曲强度或者弹性模量除以相应老化前的数值得到其保持率。

      图  1  老化过程中木粉/聚丙烯复合材料表面明度差(a)和色差值(b)变化

      Figure 1.  Changes in the ΔL* (a) and ΔE (b) of WF/PP composites during weathering process

    • 复合材料在老化过程中的表面形貌采用日本Hitachi S-3400N型扫描电子显微镜(SEM)进行观测。测试前,将试样固定在载物台上并在观测面上进行喷金处理,测试电压为15 kV。

    • 老化过程中,复合材料表面的化学基团变化采用德国Bruker公司生产的Tensor 27型傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)进行测定。样品槽为ZnSe晶体,入射角为45°,测试范围为400~4 000 cm-1,扫描次数为32次,分辨率为4 cm-1

      引入羰基指数(Ic)来量化评价复合材料表面的光降解程度,其计算公式如下:

      $$ I_{\mathrm{e}}=\frac{I_{1650}}{I_{29920}} \times 100 \% $$ (2)

      式中:I1650I2920分别为羰基伸缩振动峰和PP中亚甲基伸缩振动峰的强度。老化过程中,2 920 cm-1处峰的位置和强度几乎没有变化,因此被选作参照峰[10]

    • 图 1为老化不同时间后,各组复合材料表面的明度差值(ΔL*)和色差值(ΔE)变化曲线。从图 1可以看出:老化240 h后,材料表面的ΔL*值迅速增大。外观表现为材料表面褪色发白,这主要与木粉中木质素的光降解有关。木质素含有较多的发色基团,易吸收紫外光后发生断链降解,生成一些小分子,并在冷凝水的作用下从表面流失[11]。因此,老化后材料表面的纤维素相对含量较多。纤维素为白色,且对紫外光较稳定,导致老化初期材料表面的ΔL*值迅速增加。随着表面的木质素降解殆尽,老化后期的ΔL*值增加速度变缓,直到960 h老化结束。对比两图可以看出:整个老化过程中,ΔE与ΔL*值的变化趋势基本一致,表明材料表面的老化变色现象主要由表面白化导致。

      相比于对照组,两种类型的蒙脱土均有效缓解了复合材料表面的褪色现象。在整个老化过程中,标记为Na-MMT-0.5的复合材料显示出最小的ΔL*和ΔE值变化。这是由于蒙脱土片层尺寸小,比表面积大,对紫外光具有较强屏蔽和散射作用,因此减弱了紫外光对复合材料的破坏作用[7, 12]。然而,随着Na-MMT添加量的增加(1.0%和2.0%),老化后复合材料的光变色程度也随之增大,这可能与蒙脱土自身的光催化效应有关。蒙脱土的晶体表面上存在着一些活性点,如SiOH、—OH等,能够吸收单电子形成自由基,引发复合材料的光降解反应。同时,蒙脱土中含有的一些金属离子,也会加速这一进程[12]。相比于Na-MMT,添加等量OMMT的复合材料在老化过程中的褪色程度较大。这可能与其层间引入的有机改性剂有关,在紫外光和氧气共同作用下自身发生光降解,促进了复合材料的光变色过程。

    • 图 2a可以看到:未老化的对照组复合材料表面均匀、光滑,没有明显缺陷,被一层PP所覆盖。老化240 h后,表层的PP发生部分降解,复合材料表面出现了明显的微裂纹(图 2b)。在放大的图 2c中可以发现:裂纹附近的PP剥落后,暴露出内部的木纤维。在冷凝过程中,水分通过裂纹从表面渗透到复合材料内部。在干湿循环状态下,材料内部的木纤维不断吸湿膨胀,破坏了WF与PP间的界面结合[13]。老化480 h后,复合材料表面的裂纹数量增加,宽度增加,部分木纤维通过裂纹暴露在了材料表面(图 2d)。同时,水分的存在加强了紫外光在材料内部的反射与散射作用,使得光降解反应加剧。老化960 h后,材料表层的PP几乎全部剥落,表面变得粗糙,暴露出更多的木纤维;同时还可以看出木纤维与PP间的缝隙也明显增多(图 2ef)。

      图  2  老化过程中对照组复合材料表面的形貌变化

      Figure 2.  Changes in morphologies of control composites during weathering process

      老化过程中,添加蒙脱土的复合材料其表面形貌变化如图 3~6所示。与对照组类似,未老化的各组复合材料表面光滑。老化240 h后,各组都出现了不同程度的表裂,但裂纹的数量均少于对照组,表明在老化初期蒙脱土的加入延缓了表层PP的光降解。老化480 h后,各组复合材料表面的裂纹数量虽然有所增加,但未发现木纤维的暴露。随着老化时间的推移,暴露960 h后,各组复合材料呈现出相似的表裂情况,这表明蒙脱土在老化后期逐渐失效。与颜色变化类似,在整个老化过程中,Na-MMT-0.5组复合材料的表裂程度较轻(图 3)。随着Na-MMT添加量的增多,复合材料的表裂程度加重(图 4~5),这可能与Na-MMT光降解催化作用有关。值得注意的是:添加OMMT的复合材料在老化240和480 h后,表面均出现了较少的裂纹(图 6)。可以推测出OMMT层间的有机改性剂起到了延缓表裂的作用。

      图  3  老化过程中Na-MMT-0.5复合材料表面的形貌变化

      Figure 3.  Changes in morphologies of Na-MMT-0.5 composites during weathering process

      图  4  老化过程中Na-MMT-1.0复合材料表面的形貌变化

      Figure 4.  Changes in morphologies of Na-MMT-1.0 composites during weathering process

      图  5  老化过程中Na-MMT-2.0复合材料表面的形貌变化

      Figure 5.  Changes in morphologies of Na-MMT-2.0 composites during weathering process

      图  6  老化过程中OMMT-1.0复合材料表面的形貌变化

      Figure 6.  Changes in morphologies of OMMT-1.0 composites during weathering process

    • 老化前后各组复合材料的MOR和MOE如表 1所示。老化前,对照组的MOR和MOE值分别为44.69 MPa和2.64 GPa。加入蒙脱土后,由于蒙脱土粒径小、分散性差,导致复合材料的MOR和MOE均出现了不同程度的降低,尤其是在蒙脱土添加量较多时。

      表 1  老化前与老化960 h后各组复合材料的弯曲性能

      Table 1.  Flexural properties of all groups of composites before and after 960 hours weathering

      分组
      Label
      MOR/MPa MOE/GPa
      老化前Unweathered 老化后Weathered 老化前Unweathered 老化后Weathered
      对照组Control 44.69 (1.02) 34.15 (0.56) 2.64 (0.15) 1.63 (0.05)
      Na-MMT-0.5 42.39 (0.55) 35.81 (0.85) 2.43 (0.12) 1.93 (0.07)
      Na-MMT-1.0 40.17 (1.42) 32.61 (1.23) 2.46 (0.13) 1.85 (0.06)
      Na-MMT-2.0 38.02 (0.94) 31.48 (0.36) 2.44 (0.16) 1.80 (0.10)
      OMMT-1.0 39.61 (1.00) 30.31 (0.54) 2.57 (0.08) 1.56 (0.03)
      注:括号中数值为标准偏差数值。Note: standard deviations are shown in brackets.

      老化过程对复合材料的弯曲性能产生了较大的负面影响。老化960 h后,对照组的MOR和MOE值分别降低到34.15 MPa和1.63 GPa,MOR和MOE保持率分别仅为老化前的76.4%和61.7%。复合材料力学性能的降低主要与WF和PP的光降解有关。在紫外光和氧气的作用下,非结晶区的PP发生断链反应,造成结晶度降低[14]。同时,降解也破坏了WF与PP之间的界面结合强度,因而弯曲性能出现下降。由于蒙脱土的紫外屏蔽作用,Na-MMT的加入减少了复合材料弯曲性能降低的幅度,尤其是Na-MMT-0.5组,显示出最高的MOR和MOE保持率,分别为84.5%和79.4%。随着Na-MMT添加量的继续增加,复合材料的弯曲性能保持率略有下降,这与SEM中的表裂情况一致。相比于Na-MMT-1.0组,添加等量OMMT的复合材料其MOR和MOE保持率较低,与对照组接近,分别仅为76.5%和60.7%。这可能是由于OMMT中有机改性剂自身降解,破坏了原有的复合材料界面,加上表面的裂纹,共同降低了老化后复合材料的弯曲性能。

      图  7  老化过程中各组复合材料的ATR-FTIR图谱和表面羰基指数变化

      Figure 7.  Changes in ATR-FTIR spectra and carbonyl index of all composites during weathering process

    • 不同老化阶段后,各组复合材料表面的ATR-FTIR图谱如图 7所示。老化前,材料表面被PP覆盖,在1 456(CH3非对称振动)、1 376(CH3对称振动)和1 156 cm-1(叔碳的弯曲振动)处显示出较强的PP特征峰。老化240 h后,随着表层PP的降解,木纤维逐渐暴露在材料表面,使得3 400 cm-1处羟基峰强度有所增大,而PP特征峰的强度略有降低。同时,木纤维中的木质素发生光降解,生成含有羧基的小分子物质和芳香族自由基,进而通过脱甲基反应生成带有羰基基团的邻醌或对醌结构,导致1 710和1 650 cm-1两处峰的形成[15]。木质素的降解导致复合材料发生褪色现象,表面明度差值(ΔL*)和色差值(ΔE)增大(图 1)。老化240 h后,在对照组、Na-MMT-1.0和Na-MMT-2.0这3组表面,还出现了1 315 cm-1处的新峰(I型纤维素中的CH2振动),表明大量纤维素出现在复合材料表面[16]。因此,老化后复合材料表面呈现灰白色。相比于对照组,含有蒙脱土的复合材料在上述几处的峰强较弱,尤其是Na-MMT-0.5和OMMT-1.0两组,表明在老化初期少量蒙脱土有利于抑制了材料表面的光降解。随着老化时间的延长,上述几处峰的强度不断增加,表明复合材料表面的光降解程度不断加剧。老化960 h后,各组复合材料显示出相似的ATR-FTIR图谱。可以推断出:随着蒙脱土的流失,其抑制作用在老化后期逐渐失效。

      老化过程中,复合材料表面的降解速度和程度可以通过羰基指数值反映,其变化趋势如图 7f所示。随着老化的进行,各组复合材料的羰基指数值均不断增大,且对照组的值始终最高,表明蒙脱土的紫外屏蔽效应起到了稳定复合材料的作用。对比可知:Na-MMT在添加量较低时其羰基指数值变化较小。研究表明:Na-MMT片层中存在的酸性位点和缺陷点,会促进复合材料的光降解[17]。因此,随着Na-MMT添加量的增加,在老化后期,其光催化降解作用强于紫外屏蔽作用,因而复合材料的羰基指数值较高。OMMT-1.0组较高的羰基指数值可能与OMMT自身的光降解有关,产生了含有羰基的小分子物质。

    • (1) 蒙脱土片层中的金属氧化物对紫外光具有屏蔽作用,而其中存在的酸性位点和缺陷点则具有促进复合材料老化的作用。

      (2) 在老化初期(480 h内),Na-MMT和OMMT均有效抑制了复合材料的光降解。然而,由于蒙脱土自身的光催化效应,在老化后期及添加量较多时会促进复合材料的光降解。

      (3) 相比于Na-MMT,OMMT由于自身有机改性剂的光降解,其耐老化效果较差。综合比较可以推断,添加Na-MMT且添加量为0.5%时,复合材料的耐老化性能最优。

参考文献 (17)

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