层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的结构与性能研究
本论文基于张立群教授等提出的“粘土晶层悬浮液/橡胶乳液互穿纳米复合技术”,制备了一系列层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料(橡胶基体主要包括丁苯橡胶、天然橡胶和丁腈橡胶,层状硅酸盐包括蒙脱土和累托石),详细研究了该类橡胶纳米复合材料的结构与性能特点,并分析了二者之间的关系,以期为该材料在工业产品中的应用提供理论指导。透射电子显微镜和X-射线衍射分析表明,乳液法制备的层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的结构为“隔离型”结构,其分散相包括部分完全剥离的单片层,以及层间无高分子插入的纳米晶束;这种独特的结构赋予了该类材料与传统炭黑,白炭黑以及微米粘土填充橡胶体系不同的性能特点,在较小用量下具有较高的物机性能,尤其是硬度、定伸应力和撕裂强度。
用动态机械热分析(DMTA)和橡胶加工分析仪(RPA)对该材料动态力学性能的研究表明,具有较大长径比的层状硅酸盐与其他填料相比,对橡胶分子链的限制作用更强,因此橡胶纳米复合材料在玻璃化转变区的内耗峰较低,而在后期的内耗却又较高;层状硅酸盐的引入可以显著提高橡胶的弹性模量。层状硅酸盐在小用量下可以提高SBR和NBR的磨耗性能 ...