順丁橡膠-有機蒙脫土復合材料結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、本文研究了不同的蒙脫土（MMT）與順丁橡膠（BR）基體之間的相互作用以及制備過程中復合材料結(jié)構(gòu)的變化過程和不同的材料結(jié)構(gòu)所引起的性能差異。 論文選取了四種填料進行了比較，即鈉基蒙脫土（Na-MMT）、十八烷基氯化銨改性的有機蒙脫土（DK1N）、二甲基雙氫化牛脂基氯化銨改性的有機蒙脫土（DK4）以及炭黑。使用了硫磺（S）和過氧化二異丙苯（DCP）兩種硫化體系。將填料與橡膠材料進行復合后，對其硫化特性，力學性能，以及交聯(lián)密度進行了測

2、試，同時通過X 射線衍射，示差掃描量熱儀測試，熱重分析，表面能測試和掃描電子顯微鏡等表征手段對復合材料的結(jié)構(gòu)進行了表征分析。結(jié)果表明，DK4 和炭黑對順丁橡膠的補強效果最佳，Na-MMT 基本沒有補強作用。此外在加工過程中，與DCP 硫化體系相比，S 硫化體系有利于有機蒙脫土插層過程的進行，但同時也降低了BR/MMT 復合材料的交聯(lián)密度。加工過程能夠顯著影響DK1N 在基體中的分散情況，使得該蒙脫土片層間距逐步增大。與BR 相比，BR/

3、MMT 復合體系的結(jié)晶度有所降低，而結(jié)晶溫度提高。 BR/DK1N 體系的結(jié)晶峰和熔融峰溫度均高于BR/DK4 體系。在S 硫化體系中，與BR 相比，BR/MMT 復合體系的交聯(lián)密度較低，尤其是DK1N補強體系，而在DCP 硫化體系中，加入蒙脫土后交聯(lián)密度均有上升。 加入有機蒙脫土后，復合材料的熱老化性能明顯提高，其中以BR/DK1N復合材料的提高最為顯著。場發(fā)射掃描電鏡的結(jié)果顯示，BR 與DK1N復合后，有機蒙脫土的片

4、層有明顯的堆砌和聚集，少量的片層分布在橡膠基體中，呈插層結(jié)構(gòu)。在BR/DK4 復合材料中，相疇變得細化，可以看到許多細微的片層分散在基體中，片層有少量的堆砌。相對于DK1N，DK4 片層的分散狀況較為理想，為剝離結(jié)構(gòu)及插層結(jié)構(gòu)并存。表面能測試的結(jié)果顯示，BR/DK1N 的黏附功和BR/DK4 幾乎相同，相互作用能和鋪展系數(shù)要高于BR/DK4 體系，因此其黏附功和鋪展系數(shù)的比值仍低于BR/DK4 體系，說明BR 與DK4 之間的相互作用比