Si3N4-CSM橡膠基納米復(fù)合材料性能研究.pdf

1、橡膠基納米復(fù)合材料是指以橡膠為基體連續(xù)相、填充顆粒以納米尺度(小于100nm)分散于基體中的一種新型的高分子復(fù)合材料。大分子表面處理劑是改善聚合物基體和納米顆粒間的相容性、促進(jìn)納米顆粒有效分散、制備高性能的納米復(fù)合材料的重要手段之一。本文制備了改性納米氮化硅/氯磺化聚乙烯橡膠納米復(fù)合材料并討論了納米氮化硅及其表面改性劑對(duì)橡膠納米復(fù)合材料性能的影響。主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 1．采用多段機(jī)械降解的方法制備了低分子量氯磺

2、化聚乙烯(LMCSM)，利用門尼粘度和VPO對(duì)其分子量進(jìn)行表征，并用于納米氮化硅粉體表面改性，利用FTIR、SEM、DSC、表面能接觸角等進(jìn)行表征。FTIR、TGA表明了大分子表面處理劑和納米粒子的表面發(fā)生了化學(xué)鍵合；TEM表明大分子的分子量越小，處理后的Si3N4粉體在三氯甲烷中分散越好。接觸角及表面能表明低分子量的LMCSM處理的的納米Si3N4親水性降低、親油性增加、表面自由能從319.04J/M2降到66.89J/M2。TGA表

3、明LMCSM對(duì)納米Si3N4粉體的改性主要為化學(xué)改性，其化學(xué)利用率最大為42.49％，物理利用率最小為14.64％；
　　 2．研究了改性前后納米氮化硅粉體、大分子表面處理劑分子量的大小及氮化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)nano-Si3N4/CSM復(fù)合材料的物理機(jī)械性能、硫化性能以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，直接添加氮化硅粉體或利用生膠CSM改性氮化硅制備納米復(fù)合材料能夠減少體系的硫化時(shí)間和焦燒時(shí)間。而利用LMCSM改性的氮化硅制備納米復(fù)

4、合材料能夠延長硫化時(shí)間和焦燒時(shí)間。添加納米氮化硅能夠有效提高材料的物理機(jī)械性能，并且增強(qiáng)效應(yīng)隨著表面改性劑數(shù)均分子量的降低而增大。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析表明，大分子表面改性劑分子量的降低有利于改性納米氮化硅粉體在橡膠體系中分散。改性氮化硅用量對(duì)復(fù)合材料性能的影響結(jié)果表明，添加1.0％(生膠重量份數(shù))改性粉體，復(fù)合材料性能達(dá)到最佳；
　　 3．將LMCSM改性的納米氮化硅粉體充分分散于增塑劑偏苯三酸三辛酯(TOTM)中并制備納米復(fù)合材料。結(jié)