1. 研究目的与意义（文献综述）

蒙脱土（英文名称montmorillonite）又名胶岭石、微晶高岭石，一种硅酸盐的天然矿物，为膨润土矿的主要矿物组分。含al₂o₃16.54%；mgo4.65%; sio₂50.95%。结构式为（al，mg）₂〔sio10〕(oh)₂·nh₂o。单斜晶系，多位微晶，集合体呈土状、球粒等状。白色微带浅灰色，含杂质时呈浅黄、浅绿、浅蓝色，土状光泽或无光泽，有滑感。加水后其体积可膨胀数倍，并变成糊状物。受热脱水后体积收缩。具有很强的吸附能力和阳离子交换性能，主要产于火山凝灰岩的风化壳中。蒙脱土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙脱土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合，平均晶片厚度小于25nm，可做漂白剂、吸附剂填充剂，被称为“万能材料”。
蒙脱土是一类由纳米厚度的表面带负电的硅酸盐片层，依靠层间的静电作用而堆积在一起构成的土状矿物，其晶体结构中的晶胞是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成。具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性，从而赋予蒙脱土诸多改性的可能和应用领域的扩大。经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加（通常采用螺杆共混）。
但是蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，因此要对其进行有机改性，其目的旨在改变蒙脱土表面的高极性，使蒙脱土层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使蒙脱土的层间距增大，使聚合物的链或单体能进入层间，从而制造出纳米复合材料。蒙脱土常用的有机改性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物单体和偶联剂等。例如采用阳离子表面活性剂改性常用十六或十八烷基三甲基等季铵盐处理蒙脱土，发生阳离子交换反应。使有机集团覆盖蒙脱土表面或揷入其层间，使其表面能发生变化，增大了层间距，使其由原来的亲水性转变为亲油性。
利用阳离子表面活化剂，崔会旺等人采用长烷烃链季铵盐改性蒙脱土，并研究了影响蒙脱土层间距的因素，得出结论：改性蒙脱土的层间距与季铵盐用量、碳原子数、烷烃链数成正比，而与季铵盐中卤素取代基没有太大关系。同时，也有人研究发掘改性蒙脱土的阻燃性。许妃娟等人采用十六烷基三甲基溴化铵和磷酸三丁酯改性蒙脱土，并加入无机阻燃剂a i(oh )₃、f e₂0₃进行复配。发现一定量的无机阻燃剂与有机蒙脱土进行复配后，垂直燃烧级别可达到fv-0
阴离子表面活化剂，早在2010年nihal等采用c_l8h₃₅oo—na 和cl₂h₂₃oo—na 两种羧酸盐进行蒙脱土改性得出结论：两种改性剂均成功插层, 很好的吸附于蒙脱土表层或插入其层间。成功制备出了聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料,其热稳定性显著提高。而梁成刚等人则采用了十二烷基磺酸钠(sds)改性蒙脱土，极大的降低了阴离子表面活性剂改性蒙脱土成本。
有机改性蒙脱土的改性剂还有非离子表面活性剂、聚合物单体和偶联剂等。sarier、朱建君、zhao等人分别用实验证实了用非离子表面活性剂、聚合物单体以及偶联剂对蒙脱土进行改性的可行性。
本课题旨在用季铵盐对蒙脱土进行改性，并且用改性过后的蒙脱土制备丙烯酸。这样也同时解决了季铵盐不能直接参与丙烯酸乳液聚合问题。如果直接将季铵盐加入丙烯酸单体中聚合的话很难成功制备。因为季铵盐属于阳离子型表面活化剂，其电解出来的铵基阳离子会与阴离子型的乳化剂电离出来的阴离子团乳化剂络合形成絮状沉淀，无法形成稳定的乳液。而用改性过后的蒙脱土则可以很好地解决这一问题。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：用十二烷基二甲基苄基氯化铵对钠基蒙脱土进行有机化改性；采用乳液聚的方法用有机化改性蒙脱土制备丙烯酸聚酯乳液

材料表征：通过sem、tg、红外等表征手段有机化改性的蒙脱土和未改性的蒙脱土的形貌结构及元素构成进行分析；通过xrd、tem、tg红外、接触角测试等表征手段对改性丙烯酸乳液的形貌结构及元素等进行分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－5周：按照设计方案，采用乳液聚合的方法制备丙烯酸乳液。

第6－12周：采用季铵盐对蒙脱土进行改性，并将改性后的蒙脱土加入到丙烯酸乳液中，最后对乳液和涂膜性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]崔会旺,杜官本.长烷烃链季铵盐对 ommt晶片层间结构的影响『j』.非金属矿 ,209,32 (2):17.20.

[2]许妃娟 ,邱祖民,刘钟薇.改性蒙脱土硅橡胶阻燃复合材料的制备[j] . 化工新型材料 , 2 0 1 0 , 3 8 ( 1 o ) : 1 1 6 — 1 1 9 .

[3]梁成刚,范梅.阴离子表面活性剂改性蒙脱土及其表征[j].内蒙古大学学报:自然科学版 , 2 0 0 9 , 1 1 ( 4 o ) : 7 4 7 .7 5 0 .