氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料制备与性能的研究
该论文研究了氯化丁基橡胶/蒙脱土插层纳米复合材料的制备、结构与性能;提出了通过橡胶硫化体系中的组分与蒙脱土之间产生相互作用来改善无机片层与橡胶大分子链相互结合的方法.该方法的特点是,橡胶硫化剂在和橡胶大分子链上不饱和双键产生化学交联的同时又实现了对蒙脱土的插层.从而起到了连接橡胶大分子和蒙脱土片层的桥梁作用.加强了有机-无机界面结合,实现了蒙脱土在橡胶基体中的纳米级分散与复合,为制备性能优良的橡胶/蒙脱土纳米复合材料提供了一条新的思路.利用机械混炼插层法,分别用四种层间含有不同基团的蒙脱土(MMT、AMMT、EMMT、HMMT),采用叔丁基酚醛树脂硫化体系,制备了氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料.X-射线衍射(XRD)表明,四种蒙脱土的层间距分别有不同程度的扩大;动态粘弹性能(DMA)测试发现,由于蒙脱土与橡胶大分子之间的相互作用,使得橡胶大分子链的运动受到了限制,体系的玻璃化转变温度Tg提高;物理机械性能测试表明,四种蒙脱土对氯化丁基橡胶有不同程度的补强作用和较好的耐老化作用,其中CIIR/HMMT体系的效果最明显.橡胶加工分析仪(RRA)发现,(改性)蒙脱土对氯化丁基橡胶加工性能有所改善.对四种CIIR/蒙脱土体系插层行为的研究,发现叔丁基酚醛树脂分子和蒙脱土层间基团之间的良好相互作用,是制备高性能氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料的关键.为了更有利于叔丁基酚醛树脂分子对蒙脱土插层,我们进一步采用单体原位聚合插层的方法,制备了叔丁基酚醛树脂/HMMT纳米复合材料(PMMT),红外(FTIR)分析表明蒙脱土片层间已经接入了叔丁基酚醛树脂分子;X-射线衍射(XRD)分析表明蒙脱土层间距被进一步扩大.将这种复合材料作为一种硫化补强材料,直接用机械混炼法制备了氯化丁基橡胶/叔丁基酚醛树脂改性蒙脱土纳米复合材料.这种纳米复合材料各项力学性能均优于该论文中的其它氯化丁基橡胶/蒙脱土体系.X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表明:体系中改性蒙脱土的片层间距进一步扩大;并在橡胶基体中以纳米级分散;随着叔丁基酚醛树脂改性蒙脱土PMMT的加入量增大,体系的交联密度增大;DMA分析表明,CIIR/PMMT体系的玻璃化转变温度(Tg)提高,且高于其它氯化丁基橡胶/蒙脱土体系;物理机械性能测试表明CIIR/PMMT体系强度有了大幅度提高,并有良好的耐老化性能,且效果均较其它体系好;RPA分析表明,CIIR/PMMT体系的加工性能明显较其它氯化丁基橡胶/蒙脱土体系好,且该体系的损耗因子(tanδ)相对最小,分子间的摩擦阻力减小.
氯化丁基橡胶;蒙脱土纳米复合材料;复合材料制备;叔丁基酚醛树脂;橡胶硫化体系;机械性能测试;大分子链;改性蒙脱土;玻璃化转变温度;射线衍射;分析表;插层纳米复合材料;层间;橡胶基体;树脂改性;蒙脱土层;橡胶加工性能;橡胶加工分析仪;机械混炼插层法;纳米级
华南理工大学
硕士
材料学
罗远芳
2004
中文
TQ33;TB383
72
2005-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）