剝離型天然橡膠-蒙脫土納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、本課題對(duì)天然橡膠與有機(jī)蒙脫土復(fù)合制備納米復(fù)合材料進(jìn)行了研究。采用低填充量的有機(jī)蒙脫土來(lái)代替常用的補(bǔ)強(qiáng)劑，主要探討了幾種有機(jī)蒙脫土對(duì)天然橡膠的多種性能的影響，篩選出了最佳的有機(jī)蒙脫土，制備出了各項(xiàng)性能優(yōu)異的剝離型天然橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料。 首先采用不同牌號(hào)的有機(jī)蒙脫土使用開(kāi)煉機(jī)直混法與天然橡膠進(jìn)行復(fù)合，試驗(yàn)結(jié)果表明不同牌號(hào)的蒙脫土對(duì)天然膠的性能影響各有不同，其中號(hào)、Ⅳ號(hào)蒙脫土與天然橡膠復(fù)合后力學(xué)性能基本改變，只是起到了惰性填料

2、的作用，而Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)、Ⅴ號(hào)、Ⅵ蒙脫土對(duì)天然橡膠的力學(xué)性能的提高程度也明顯不同，其中的Ⅲ號(hào)土對(duì)天然橡膠的各種性能提高幅度最大，因而選?、筇?hào)土作為最佳的有機(jī)蒙脫土。 將天然橡膠與不同含量的Ⅲ號(hào)有機(jī)蒙脫土利用直混法進(jìn)行復(fù)合，成功的制備出了天然橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料。 透射電子顯微鏡(TEM)觀察發(fā)現(xiàn)制備出了剝離型的納米復(fù)合材料，蒙脫土片層在橡膠基體中均勻分散，尺寸都在10nm以下，當(dāng)有機(jī)蒙脫土用量達(dá)到6份時(shí)，明顯的開(kāi)始出現(xiàn)部

3、分插層型結(jié)構(gòu)，因此重點(diǎn)對(duì)有機(jī)蒙脫土含量1-5份進(jìn)行研究。在Ⅲ號(hào)有機(jī)土的含量只有1.0％wt時(shí)納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度就從13.04MPa提高到了19.63MPa(提高了50.5％)，Ⅲ號(hào)有機(jī)土的含量只有3.0％wt時(shí)納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度就從13.04MPa提高到了23.41MPa(提高了79.5％)，而撕裂強(qiáng)度從有機(jī)土的含量在1.0％wt時(shí)提高到34.83Mpa。在力學(xué)性能研究的基礎(chǔ)上，利用TGA測(cè)試、溶劑滲透性測(cè)試和氣體滲透率測(cè)試，表

4、征了材料的耐熱性、耐油性和氣體阻隔性。氣體滲透性測(cè)試分析結(jié)果顯示，加入有機(jī)蒙脫土含量?jī)H為3份時(shí)，氧氣滲透率降低了49.4％，氣體阻隔性大大提高。并且利用實(shí)際的投射電子顯微鏡照片制作的示意圖，分析說(shuō)明了蒙脫土片層的阻隔效應(yīng)原理。溶脹實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，有機(jī)蒙脫土的加入使納米復(fù)合材料的溶脹指數(shù)明顯降低，說(shuō)明其耐油性明顯提高。對(duì)納米復(fù)合材料進(jìn)行熱失重(TGA)實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，有機(jī)蒙脫土的加入，使納米復(fù)合材料的初始降解的溫度和最快降解溫度都有明顯升