【硕士论文】纳米粒子与NR相互作用机理的研究.pdf

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1、南京理工大学硕士学位论文纳米粒子与NR相互作用机理的研究姓名：文威申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：张士齐;贾红兵2002.1.10L硕士论文纳米粒子与Nit相互作用机理的研究摘要轩《25艿如本文研究了不同粒径的炭黑与NR的相互作用及其对硫化胶力学性能的影响。通过测定不同温度和氨氛围下的结合橡胶含量，推测了粒子．橡胶间相互作用类型。结果表明，随着炭黑粒径的减小，结合橡胶中共价键和酸碱作用的贡献增加，而范德华作用贡献的部分减少，力学性能随之而提高。对纳米二氧化硅进行了表面改性。通过红外和热分析测定纳米Si02表面羟基的含量，研究纳米Si

2、02粒子表面羟基对胶料性能的影响。结果表明，表面羟基含量对于填料与橡胶的相互作用以及硫化胶的力学性能存在一最佳值。研究了纳米氧化锌及其与炭黑并用对硫化胶性能的影响，及填料-橡胶的相互作用，结果表明：当炭黑与氧化锌为3：1时，硫化胶达到最佳的力学性能，炭黑，氧化锌与橡胶的相互作用中以物理相互作用为主。研究了纳米氧化锌与普通氧化锌做活性剂时对硫化胶力学性能的影响，结果表明：当纳米氧化锌用量为2份时，其结果与5份普通氧化锌的效果相当。关键词：表面改性，纳米氧化锌，炭黑，纳米粒子．橡胶相互作用堡主堡苎苎鲞塾三兰竖塑兰堡旦垫里塑堡塞一Abstract

3、Inthepaper，theeffectsofcarbononthefiller-rubberinteractionandphysicalpropertiesofvulcanizeswerestudied．Bythemeasurementofboundrubberindifferenttemperatureandammonia，thetypesofrubber-fillerinteractionwereanalyzed．Itwasshownthatwiththedecreaseofdiameterofcarbon，theportionsof

4、covalentbondandacid．baseinteractionincrease，theportionofVander’Sinteractionincrease．Namo-Si02wasmodifiedwithmethanoltheOHcontentsofnano-Si02wasanalyzedwithFTIRandthermo-analyses，theeffectsof—OHcontentsonphysicalpropertiesofvulcanizateswerestudied．Itwasshownthatbothfiller-r

5、ubberinteractionandphysicalpropertiesofvulcanizeshadmax．．TheeffectsofratioofZnO／ConthephysicalpropertiesofwulcanizatesandZn0／C．NRinteractionwerestudied．ItwasshownthatwhentheratioofC／ZnOwas3：1thephysicalpropertiesofvulcanizateshadbest．Theeffectsofnano-ZnO&ZnOonthephysicalpr

6、opertiesofvulcanizateswerestudied．Itwasshownthat2phrnano-ZnOhadthesameactionas5phrZn0．Keywords：surfacemodification，nano．ZnO，carbon，rubber．fillerinteraction2硕士论文纳米粒子与NR相互作用机理的研究1．绪论1．1填料的应用与研究发展状况1．1．1填料种类的发展在橡胶中加入各种不同的填料来改变或提高胶料的性能，是橡胶生产加工技术的一个非常重要的方面。大多数填料不仅可以降低橡胶制品的成本，增加

7、橡胶的刚性和硬度，更重要的是可以提高橡胶的强度和韧性，延长制品的使用寿命，节约能源。自从1904年Ch．Motte[1】将炭黑用于橡胶工业以来，因为它史无前例地提高了橡胶制品的使用性能，从而确立了炭黑在橡胶工业中的重要地位。虽然最近其它填料也在迅猛发展，但是炭黑一直是橡胶的主要补强剂。近二十年来，由于世界性能源紧张、橡胶原材料市场的激烈竞争、各种矿业的发展以及人们对浅色橡胶制品花色品种的不断需求，使得非炭黑类无机填料的应用受到了相当程度的重视。这类填料主要有白炭黑、陶土、碳酸钙、各种金属氧化物以及硅酸盐、矿产废料等。它们在橡胶产品中的应用，

8、不仅达到了良好的技术效果，也达到了一定的经济目的。纳米微粒增强橡胶是从20世纪初在轮胎中使用炭黑开始的，在最近的一段时期里，橡胶用纳米材料的种类得到不断的扩充。由于纳米微粒的特殊