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1、天然橡胶纳米复合材料的研究进展摘要：综述了纳米粒子和纳米复合技术在天然橡胶改性中的应用,分别介绍了天然橡胶与纳米粘土、纳米炭黑、碳纳米管、纳米碳酸钙、纳米氧化锌等物质组成的复合材料的研究现状。天然橡胶与纳米复合改性赋予了天然橡胶纳米复合材料优异的综合性能,不仅可以改善天然橡胶的性能,而且还赋予橡胶许多新的性质,提高了橡胶产品的性价比，已成为目前材料科学的研究热点，并对未来的发展趋势提出了展望。关键词：天然橡胶改性纳米复合材料研究进展正文：天然橡胶(NR)是一种具有优越综合性能的可再生天然高分子材料,广泛应用于航空航天、国防军工、轮胎、医用弹性体中,在国民经济建设中占有非常重要的地位。
2、天然橡胶具有优异的综合性能,具体表现为湿凝胶强度高,易于硫化,所得制品具有优良的弹性,较高的强度,较大的伸长率和较小的蠕变。但是实际运用中，天然橡胶的纯胶硬度、拉伸强度、定伸应力、伸长率等物理力学性能方面不能够满足很多实际的需要。为了提高NR的性能,扩大使用范围,通常对其进行化学或物理改性,使用纳米粒子和NR制成复合材料是其中一种有效的改性方法。如在天然橡胶中加入纳米粘土、纳米炭黑、纳米自炭黑、纳米碳酸钙、纳米氧化锌、碳纳米管、纳米晶纤维索、纳米二氧化钛,从而使天然橡胶具有了某些制品所要求的特性,从而拓宽了它的应用领域。通过改性可提高强度、耐磨、抗老化等性能。由于纳米粒子具有三个特性
3、：表面和界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应，使得纳米材料的性能极大的优于相同组分的常规材料。由于具有大的比表面积和强的界面相互作用,所产生的量子效应和表面效应导致其具有与一般粒子不同的功能和性能,用有机物对其表面修饰后可显著改善它的分散性和稳定性,使表面产生新的物理、化学功能。纳米粒子改性天然橡胶材料,可改善橡胶材料的物理力学性能,剪切性能,动态力学性能等方面。本文就NR纳米复合材料的研究概况进行了简要的综述。、一、NR/纳米粘土利用特殊结构和良好性质的硅酸盐粘土制备综合性能好的硅酸盐纳米复合材料已是当今材料科学领域的主要研究方向之一。目前对天然橡胶进行改性的纳米粘土应用最多的是蒙脱
4、土。蒙脱土插层改性天然橡胶主要通过胶乳法和共混法。胶乳法主要通过原位聚合法制备,目前多采用有机物单体对天然胶乳和有机蒙脱土进行接枝聚合的方法进行制备。蒙脱土对天然橡胶有明显的硫化促进作用,同时使天然橡胶的加工性能下降；力学性能优于纯天然橡胶；Tg低于纯天然橡胶,且随着MMT含量的增加而降低。王小萍等采用固相法改性蒙脱土,提出机械共混原位插层法制备天然橡胶蒙脱土纳米复合材料。获得具有高的机械强度、好的热稳定性和加工性能的橡胶/蒙脱土纳米复合材料。刘岚等将天然胶乳和单体丙烯酸丁醋棍合来制备纳米复合材料然后混炼结果通过单体的引入由于单体接枝作用,加强了蒙脱土片层与橡胶大分子链的界面结合,使
5、得更多的橡胶大分子链插入到无机片层,改性蒙脱土在橡胶基体中达到纳米级分散。纳米复合材料对天然橡胶有极好的补强功能,耐老化性能提高，Tg稍有提高，动态性能表现良好。JeonHS等通过(CAB)对蒙脱土进行有机化改性.采用混炼法得到纳米复合材料。在橡胶中引入纳米粘土可以显著提高材料的力学性能、耐热性能、抗氧化性能和阻燃性能等。制备粘土/天然橡胶纳米复合材料主要方法有熔体插层、溶液插层、乳液插层等方法。研究表明,采用纳米粘土改性后的复合材料拉伸强度、扯断伸长率、300%定伸强度、硬度等力学性能得到明显的改善,天然橡胶的综合性能具有较明显的改善作用。、二、NR/纳米炭黑纳米级炭黑具有较好的亲
6、水性、活性、导电性和耐磨性能,多年来,一直是橡胶工业中最重要和最实惠的填充剂。炭黑对于橡胶的补强性是炭黑粒子表面和橡胶分子链之间的相互作用的结果。在橡胶制品中加入纳米炭黑,不仅可以减少生胶的用量,降低其成本,同样可以获得较高的机械性能和高耐磨性等功能特性的轮胎制品。然而,通常炭黑的填充量在50份以上,其磨损寿命可以大大提高,材料才具有优异的物理性能。李仙会等用机械剪切的方法,使有机小分子和聚合物原位接枝到炭黑的表面,添加接枝纳米炭黑的硫化胶具有较弱的Payne效应,因而纳米炭黑和橡胶基体之间具有较强的相互作用。与普通炭黑相比,纳米炭黑具有更好的补强作用。对炭黑进行表面改性和预分散处理
7、时当前研究比较多的。张喜亮等研究了炭黑对硫化天然橡胶动态力学性能的影响。研究表明,预处理炭黑有利于降低天然橡胶的磨损,提高其物理性能。刘吉文等采用了改性剂为具有碱性物质的环己胺,制备一种新型的改性纳米炭黑。、三、NR/碳纳米管由于CarbonNannotubesCNTS的独特结构,使其具有众多优良的物理和力学性能。利用碳纳米管制备各种复合材料在理论上分析具有明显的优势,有超高的强度和模量,韧性好,密度低,更兼具特殊的电子学性质。隋刚等对碳纳米管/天然橡胶
