[發明專利]一種二次改性層狀雙氫氧化物的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410204563.2
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103965661A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 張蕤;朱清;王堅劍
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C09C1/40
• 分類號: C09C1/40;C09C3/08;C08K9/04;C08K7/00;C08K3/22;C08K3/28;C08K3/30;C08L67/04
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 田媛;靳靜

技術領域

本發明屬于無機化合物制備技術領域，具體涉及一種經過兩次改性的二次改性層狀雙氫氧化物的制備方法，以及該二次改性層狀雙氫氧化物作為增強劑在生物聚酯聚(3-羥基丁酸酯-co-4-羥基丁酸酯)【P(3,4)HB】基體中的應用。

背景技術

層狀雙氫氧化物（LDH）作為聚合物基材料的添加劑具有以下的優點：(1)環境友好，在燃燒過程中可以不產生任何毒性或腐蝕性氣體，不產生有害殘留物質；(2)天然產物易于獲得，也易于合成，純度和組成可控，成本低廉；(3)金屬陽離子和層間陰離子種類、數量都易于調節，能夠適應各種不同的要求；(4)各種組分之間可以存在協同效應，且各協同組分具有均勻的分布。因此LDH被認為是制備聚合物／層狀化合物納米復合材料的一種理想的層狀無機組分之一，有望獲得新一代的多功能聚合物納米復合材料。

但是LDH片層電荷密度高，片層上的-OH基團使得片層表面具有很強的極性，導致LDH層與層間直接相互作用很強，難以層離。而且通常的無機LDH層間空隙很小，遠小于高分子鏈的回轉半徑，嚴重阻礙了高分子鏈的插層反應。此外，強極性LDH片層還導致了LDH的強親水性，與親油性的聚合物難以相容。因此，在制備聚合物／LDH納米復合材料之前，通常需要將LDH進行有機改性，在層間插入有機陰離子，以擴大其層間距和改善親油性。

目前對LDH進行有機改性時常用的有機改性劑是有機陰離子，選用不同的有機改性劑和不同的改性工藝條件對LDH的改性效果也不相同，如LDH的層間距會出現差別。一般來講，有機改性LDH的層間距越大，制備無機化合物/聚合物納米復合材料時，LDH的剝離效果和在聚合物中的分散性也越好，復合材料的性能通常也越好。另外，實驗中我們發現以有機陰離子插入LDH層間，在層間距擴大的同時，LDH的熱穩定性會有所下降，部分有機改性產物的顏色也會發生變化。為了在提高層間距的同時較好地保留LDH原有的性能，我們有必要對其進一步改性，以期在擴大其層間距的同時保留或提高其原有性能。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種經過兩次改性的二次改性層狀雙氫氧化物的制備方法，使所得二次改性層狀雙氫氧化物在得到更好的有機插層效果的同時，提高其熱穩定性和力學性能。

本發明的另一目的是將通過上述方法制備得到的二次改性層狀雙氫氧化物作為增強劑應用到生物聚酯P(3,4)HB體系中，獲得一種可降解的納米復合材料。

為解決以上技術問題，本發明采取的技術方案是：

一種二次改性層狀雙氫氧化物的制備方法，所述二次改性層狀雙氫氧化物的結構式用通式[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]A^n-_x/n·mH₂O表示，其中，0＜x＜1，n、m為≥1的正整數，M²⁺為二價金屬陽離子，M³⁺為三價金屬陽離子，A^n-為層間無機陰離子或有機烷基羧酸陰離子或有機烷基磺酸陰離子；當A^n-為有機烷基羧酸陰離子時，可以為CH₃(CH₂)_nCOO^-,n=8,10,12,14,16,20；當A^n-為有機烷基磺酸陰離子時，可以選用十二烷基磺酸鈉、十五烷基磺酸鈉等。

所述二次改性層狀雙氫氧化物的制備方法包括兩次改性過程：第一次改性過程選用月桂酸鹽作為一次改性劑，將一次改性劑與二價金屬鹽和三價金屬鹽的混合溶液進行共沉淀法，制備得到一次改性的層狀雙氫氧化物；第二次改性過程選用脂肪族陽離子化合物作為二次改性劑，具體包括以下操作步驟：

（1）、按乙醇與水重量比為0.5:1～1:1配制乙醇水溶液；