【摘 要】
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本课题采用实验室自制的有机蒙脱土,通过乳液插层法和溶液插层法制备了多种橡胶/蒙脱土纳米复合材料,并深入研究了纳米复合材料的制备工艺、微观结构和性能的关系。采用乳液
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本课题采用实验室自制的有机蒙脱土,通过乳液插层法和溶液插层法制备了多种橡胶/蒙脱土纳米复合材料,并深入研究了纳米复合材料的制备工艺、微观结构和性能的关系。采用乳液插层法制备了SBR/OMMT纳米复合材料,并首次制备了SBR/NR/OMMT纳米复合材料。透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)结果显示:橡胶大分子链插层到蒙脱土层间,蒙脱土片层均匀分布在橡胶基体中,制备的纳米复合材料是一种插层型纳米复合材料。研究了纳米复合材料的力学性能、热稳定性能、耐溶剂性能和动态力学性能等,并与其它填料制备的复合材料的性能进行了比较。研究结果表明:在蒙脱土含量较低时,纳米复合材料的力学性能随蒙脱土含量的增加而增大;SBR/OMMT纳米复合材料在保持原有抗湿滑性能的同时具有更小的滚动阻力,SBR/OMMT纳米复合材料具有优异的动态力学性能。采用溶液插层法制备了BR/OMMT及BR/NR/OMMT纳米复合材料,TEM和XRD结果显示:制备的复合材料为插层型和剥离型共存的纳米复合材料。统计表明片层的平均厚度约为10nm,最大的聚集体的片层厚度达到40nm,推断有一小部分片层剥离成单晶层的形式,厚度为1nm。BR/OMMT复合材料在蒙脱土含量仅为6份时,拉伸强度就有纯胶的1.4MPa增加到5.7MPa,是纯胶的4倍多;蒙脱土在小用量下可以提高SBR及BR纳米复合材料的耐磨耗性能,用量增加到一定值时,由于蒙脱土聚集体的形成而导致应力集中,对复合材料的磨耗性能产生负面影响;蒙脱土片层具有优异的阻隔性能,橡胶/蒙脱土纳米复合材料具有优异的热稳定性能和耐溶剂性能。
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