凝聚共沉法改性高嶺石-NR復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本論文研究了天然橡膠(NR)/改性高嶺石(MKL)復(fù)合材料的性能及其微觀結(jié)構(gòu)。 采用機(jī)械混煉法制備了塊狀NR/未改性KL復(fù)合材料NR/KL，隨著高嶺石用量的增加，二者混煉困難，其硫化膠的力學(xué)性能較差。SEM分析表明NR與KL粒子相容性不好，KL以粒徑較大的團(tuán)粒存在與NR基體中，二者發(fā)生相分離。用LAK/KOH協(xié)同改性高嶺石，以凝聚共沉法制備改性高嶺石填充型天然橡膠復(fù)合材料C(NR/MKL)。研究了改性劑濃度、溫度、高嶺石用量等因

2、素對(duì)硫化膠力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，C(NR/MKL)硫化膠的力學(xué)性能較NR/KL硫化膠有較大提高，MKL對(duì)NR起到了良好的補(bǔ)強(qiáng)作用。用SEM電鏡對(duì)硫化膠的拉伸斷面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)改性后高嶺石粒子細(xì)化，且與NR基體的相容性增加，二者結(jié)合緊密，故所得的硫化膠性能較好 用LAK/KOH/稀土化合物(RE)協(xié)同改性高嶺石，用凝聚共沉法制備了稀土摻雜型C(NR/MKL-RE)復(fù)合材料。研究了稀土種類及用量、高嶺石用量等因素對(duì)硫化膠力學(xué)性能

3、的影響。結(jié)果表明，C(NR/MKL-RE)硫化膠具有優(yōu)異的力學(xué)性能，尤其300％定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度有大幅度的提高，硫化膠的力學(xué)性能在RE用量為0.75～3.0phr的范圍內(nèi)能達(dá)最佳值，超過(guò)炭黑膠和粘土/NR納米復(fù)合材料的力學(xué)性能。以掃描電鏡(SEM)對(duì))硫化膠拉伸斷面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高嶺石以表面覆蓋了一層完整的橡膠薄膜的片狀物存在。在拉伸過(guò)程中，裂縫并非在改性高嶺石粒子的表面通過(guò)，而是在改性高嶺石粒子外的NR基體中通過(guò)，從而留下了一層NR

4、薄膜。這種斷裂方式需打斷NR分子鏈的碳-碳鍵，消耗的能量更多，從而提高了硫化膠的力學(xué)性能。此外，還利用DSC、DMA等現(xiàn)代測(cè)試手段對(duì)硫化膠進(jìn)行了測(cè)試和表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)C(NR/MKL-RE)硫化膠中NR分子鏈具有兩種不同的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。 以NR膠乳和硅溶膠為原料，用溶膠-凝膠法制備了C(NR/ASC)復(fù)合材料。研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能，根據(jù)SEM、DMA、DSC的測(cè)試分析結(jié)果建立了C(NR/ASC)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)模型和C(NR/M