复合材料及其结构与性能的研究

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1、摘要课题运用自制的改性蒙脱土，通过乳液沉降法分别制各了r苯橡胶／蒙脱土A、B、c、D纳米复合材料，并深入探讨了纳米复合材料的配方、制备工艺及亚微观形态和性能之间的关系。最终选用了蒙脱土c作为丁苯橡胶的补强剂。它改性效果最好，不但不影响丁苯橡胶生产工艺，而且还简化了生产工艺。透射电子显微镜(TEM)照片显示：蒙脱土片层发生了插层和剥离，片层均匀分散在丁苯橡胶基体中，是一种插层剥离型的纳米复合材料。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lnm。研究了纳米复合材料的力学性能、阻燃性能和耐磨性能等，并与炭黑

2、补强胶料的一系列性能做了对比。发现J+苯橡胶／蒙脱土c纳米复合材料的各种性能都为最佳。在填充量比较低的时候，丁苯橡胶／蒙脱土纳米复合材料的性能要明显高于丁苯橡胶／炭黑复合材料的。丁苯橡胶／炭黑／蒙脱土纳米复合材料的性能要明显高于丁苯橡胶／炭黑复合材料的。将丁苯橡胶／蒙脱土D纳米复合材t-"}与丁苯橡胶／蒙脱土C纳米复合材料在制备工艺上和性能上做了对比，选择了更适合工业化牛产的丁苯橡胶／蒙脱土c纳米复合材料。按照丁苯胶乳的生产工艺，将蒙脱土做成溶液状态，在丁苯胶乳生产出来之前加入，这既不影响丁苯胶乳的生产，还简化了工艺流程。本课题综合研究结果，对乳液沉降法制备丁苯橡胶／蒙脱土纳米

3、复合材料的制各过程做了初步的理论探讨，并对蒙脱土在丁苯橡胶中的分散机理和增强机理做了初步的理论探讨。关键词：蒙脱土；乳液沉降；纳米复合材料；丁苯橡胶丁苯胶乳ABSTRACTInthisresearch．SBR／MontmorilloniteA、B、C、DnanocompositeshavebeenpreparedbyemulsionintercalationMontmorillonitewerepreparedinourlab．Thepreparationtechnologyandtherelationshipbetweenmicro—structureandpropertyo

4、fnanocompositeshavebeenstudiedTheresultofthestudyshowedthatthenanocompositesAiSthebest，becausethattheSBR／MontmorilloniteChasthehighproperlyandcanbeindustrialized．TheresultofTransmissionElectronMicroscope(TEM)showedthatlayersofMontmorillonitewereexfoliated，intercalatedanddispersedinmatrixhomo

5、geneously．Accordingtostatisticaldata，averagethicknessoflayerswas10nm，andthethicknessofthebiggestlayerswaslessthan40nm，onlyafewlayerswereexfoliatedinmonolayerwhosethicknesswasabout1nm．Mechanicalproperty，flameretardancyandattritionretardancyofnanocompositeshavebeenstudied．WefoundthattheSBR／Mon

6、tmorilloniteChasthebestproperty．Whenthecontentoffillerswaslow，themechanicalpropertyofSBR／Montmorillonitenanocompositesishigherthanthatofcarbonblackreinforcedrubber．ThepropertyofSBR／carbonblack／MontmorilloniteishigherthanthatofSBR／carbonblack．Thecomparisonbetweennanocompositesandcarbonblackre

7、inforcedrubberwasmade．ThroughthecomparisonofpropertyandtechnicsbetweenthesBR／o唱anophilicmontmorillonitenanocompositesandSBR／Na-montmorillonitenanocomposites，wechosetheSBR／Na-montmorillonitenanocompositesthatcanbeindustrialized．Theresultsofcompariso