蒙脱土原位改性乳液插层法制备橡胶/蒙脱土纳米复合材料研究

摘要

该文首先研究了水溶性聚合物聚乙烯醇对蒙脱土的插层作用,并利用聚乙烯醇插层后的蒙脱土在水相中能够继续保持良好的分散性特点,采用乳液插层法制备了天然胶/蒙脱土复合体系及丁腈胶/蒙脱土复合体系.利用X—射线衍射法对所制备的两种复合体系测试,发现体系中蒙脱土层间距都有大小不等的扩大,表明蒙脱土层间有聚合物高分子链插层.对天然胶体系物理机械性能研究表明经聚乙烯醇改性的蒙脱土可以提高天然胶的模量,对丁腈胶复合体系研究表明,聚乙烯醇改性后的蒙脱土对丁腈胶复合体系的模量、拉伸强度、撕裂强度都有提高作用.动态力学性能研究表明聚乙烯醇改性的蒙脱土对天然胶和丁腈胶动态力学性能有负面影响.该文根据乳液插层法要求蒙脱土在水相良好分散的特点,合成了一种新型的小分子蒙脱土有机改性剂HO,经过改性后的有机蒙脱土保持了水相中良好的分散性,通过乳液插层法制备了丁腈胶/亲水性有机蒙脱土复合体系,X—射线衍射表明蒙脱土层间距最大达到4.9nm,添加8份的蒙脱土时,其拉伸强度能达到22.29MPa,超过填充40份碳黑N330的水平.此外,该文对传统的乳液插层法工艺进行适当优化,从而大幅度提高了蒙脱土补强丁腈胶的效率.

目录

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第一章绪论

1.1聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLS)

1.1.1蒙脱土的晶体结构及其特点

1.1.2蒙脱土的有机化方法

1.1.3聚合物插层蒙脱土热力学研究

1.1.4聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备方法

1.1.5聚合物纳米复合材料的表征技术

1.1.6聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的相结构模型

1.2橡胶/蒙脱土纳米复合材料

1.2.1橡胶/蒙脱土纳米复合材料的制备方法

1.2.2橡胶/蒙脱土纳米复合材料的性能

1.3高性能轮胎用橡胶材料的研究

1.3.1“集成橡胶”概念

1.3.2“弹性体合金”概念

1.4橡胶的动态力学性能

1.4.1理论基础

1.4.2填料对橡胶动态力学性能的影响

1.5本课题的研究内容及意义

1.5.1本课题的研究内容

1.5.2本课题的目的意义

第二章乳液插层法制备天然胶/蒙脱土纳米复合材料

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要原料

2.2.2聚乙烯醇改性蒙脱土

2.2.3天然胶/蒙脱土纳米复合材料的制备

2.2.4橡胶混炼配方

2.2.5橡胶混炼工艺

2.2.6分析与测试

2.3结果与讨论

2.3.1聚乙烯醇改性蒙脱土的XRD分析

2.3.2物理机械性能分析

2.3.3动态力学分析

2.4本章小结

第三章乳液插层法制备丁腈胶/蒙脱土纳米复合材料

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要原料

3.2.2丁腈胶/蒙脱土纳米复合材料的制备

3.2.3橡胶混炼配方

3.2.4橡胶混炼工艺

3.2.5分析与测试

3.3结果与讨论

3.3.1丁腈胶/蒙脱土复合体系硫化胶的XRD分析

3.3.2丁腈胶/蒙脱土复合体系物理机械性能

3.3.3丁腈胶/蒙脱土复合体系动态力学分析

3.4本章小结

第四章新型改性剂的合成及蒙脱土原位改性乳液插层法

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1主要原料

4.2.2亲水性有机蒙脱土(HOMMT)的制备

4.2.3丁腈胶/亲水性有机蒙脱土纳米复合材料(NBR/HOMMT)的制备

4.2.4橡胶混炼配方

4.2.5橡胶混炼工艺

4.2.6分析与测试

4.3结果与讨论

4.3.1亲水性有机蒙脱土及的XRD分析

4.3.2丁腈胶/亲水性有机蒙脱土复合体系物理机械性能

4.3.3丁腈胶/亲水性有机蒙脱土复合体系动态力学分析

4.3.4丁腈胶/亲水性有机蒙脱土复合体系透射电镜分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢