特種橡膠-有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本課題采用實驗室自制的有機(jī)蒙脫土，通過機(jī)械混煉插層法制備了多種特種橡膠/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料。采用透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)研究了納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)，研究了蒙脫土含量對納米復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、耐油性能等的影響。采用動態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMTA)研究了復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能。 透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀結(jié)果顯示：氟橡膠/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料為插層型納米復(fù)合材料，氫化丁腈橡膠/有機(jī)蒙脫

2、土納米復(fù)合材料為剝離型納米復(fù)合材料，氯磺化聚乙烯/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料為剝離型和插層型共存的納米復(fù)合材料，蒙脫土片層均勻的分布在橡膠基體中，統(tǒng)計表明片層的平均厚度約為10nm，最大的聚集體的片層厚度達(dá)到40nm，推斷有一小部分片層剝離成單晶層的形式，厚度為1nm。 力學(xué)性能結(jié)果顯示，有機(jī)蒙脫土具有極高的長徑比以及其在橡膠中的精細(xì)分散結(jié)構(gòu)使得特種橡膠/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能。橡膠/蒙脫土納米.復(fù)合材料的硬度、拉

3、伸強(qiáng)度和拉斷伸長率遠(yuǎn)高于碳黑填充體系。在蒙脫土含量較低時，復(fù)合材料的力學(xué)性能隨蒙脫土含量的增加而增大。 研究了特種橡膠/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、耐油性能和老化性能。結(jié)果顯示，由于蒙脫土片層具有優(yōu)異的氣體阻隔性能，該類橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐油性能。老化后由于復(fù)合材料的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加均勻，納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力均有較大的提高。 蒙脫土在小用量下可以提高特種橡膠/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合材料

4、的耐磨耗性能，用量增加到一定值時，由于蒙脫土聚集體的形成而導(dǎo)致應(yīng)力集中，對復(fù)合材料的磨耗性能產(chǎn)生負(fù)面影響。 采用動態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMTA)研究橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料的動態(tài)力學(xué)性能，結(jié)果顯示：與其它填料相比，具有較高長徑比的蒙脫土對橡膠大分子鏈有更強(qiáng)的限制作用，因此橡膠/蒙脫土納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的動態(tài)力學(xué)性能，納米復(fù)合材料在保持原有抗?jié)窕阅艿耐瑫r具有更小的滾動阻力。 油封干磨試驗結(jié)果顯示，蒙脫土的加入使得氟橡膠、氫