核殼貫穿結(jié)構(gòu)填料增強(qiáng)丁苯橡膠復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、本文研究了乳液聚合法制備不同粒徑的聚苯乙烯（PS）填料粒子的實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)填料粒子的粒徑分布和形貌進(jìn)行了表征。利用乳液絮凝法制備出聚苯乙烯填料粒子填充丁苯橡膠（SBR）復(fù)合材料。對(duì)其斷面形貌、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了表征，并對(duì)聚合物粒子補(bǔ)強(qiáng)丁苯橡膠機(jī)的理進(jìn)行了研究。開展工作如下：
　　1、通過(guò)乳液聚合法和無(wú)皂乳液聚合法制備出了納米、亞微米交聯(lián)聚苯乙烯填料粒子，利用掃描電鏡和激光粒度分儀對(duì)粒子的形貌和粒徑進(jìn)行了分析表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明納

2、米和亞微米填料粒子的形貌為規(guī)則球形、粒徑分別為25±5 nm和150±20 nm，粒子呈現(xiàn)良好的單分散分布。
　　2、利用乳液共混法制備出了聚苯乙烯粒子填充丁苯橡膠納米復(fù)合材料、亞微米復(fù)合材料和混合粒子復(fù)合材料。掃描電鏡斷面圖像表明納米、亞微米填料粒子在丁苯橡膠基體中均具有較好的分散性，納米粒子沒(méi)有出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象?？疾炝颂盍狭Ｗ恿胶吞畛浞輸?shù)的因素對(duì)復(fù)合材料靜態(tài)力學(xué)性能的影響，當(dāng)填充30份納米粒子時(shí)復(fù)合材料具有最大拉伸強(qiáng)度為1

3、3.2 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為580％，計(jì)算得到此時(shí)粒子的平均間距為10 nm。動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試表明納米復(fù)合材料在常溫區(qū)間內(nèi)具有最大儲(chǔ)能模量為5×107 Pa、對(duì)應(yīng)損耗角峰值為0.6；考察了填料粒徑、填充份數(shù)和溫度因素對(duì)復(fù)合材料 Payne效應(yīng)的影響，隨著納米 PS粒子的填充份數(shù)從5份增加到30份，復(fù)合材料的臨界應(yīng)變從10.8%下降到了2.6%。填充30份填料時(shí)納米復(fù)合材料具有最大初始儲(chǔ)能模量為2.5×107 Pa。而亞微米復(fù)合材料的初始儲(chǔ)能

4、模量較低，其模量平臺(tái)在較大的應(yīng)變區(qū)間內(nèi)仍保持穩(wěn)定，填充份數(shù)對(duì)臨界應(yīng)變沒(méi)有明顯影響。在變溫 Payne效應(yīng)測(cè)試中，納米復(fù)合材料的初始儲(chǔ)能模量從20 oC時(shí)的2.5×107 Pa下降到100 oC時(shí)的1.2×107 Pa。原子力顯微鏡測(cè)試表明復(fù)合材料初始儲(chǔ)能模量下降是由于高溫區(qū)間內(nèi)結(jié)合膠結(jié)合層厚度的減小所導(dǎo)致的。
　　3、利用間歇式乳液聚合方法制備了聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸縮水甘油酯（PS-PGMA）納米粒子，對(duì)填料粒子的粒度、結(jié)構(gòu)和形

5、貌進(jìn)行了表征。隨著PGMA組份的增加，粒子粒徑從25 nm增加到32 nm，形貌均為規(guī)則球型。利用乳液共混法制備出 PS-PGMA粒子填充丁苯橡膠復(fù)合材料。斷面形貌分析表明隨著 PGMA組份的增加，填料粒子在丁苯橡膠中形成的的團(tuán)聚體尺寸及團(tuán)聚程度逐漸增大。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。動(dòng)態(tài)拉伸測(cè)試表明 PGMA增加了復(fù)合材料的Payne效應(yīng)，初始儲(chǔ)能模量隨著 PGMA組份的增加而逐漸下降。實(shí)驗(yàn)探究了填料粒子的極性