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

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1、摘要摘要本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一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

2、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。本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一射线衍射表明蒙脱土层间距最大达到4．9rim，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，本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，在添加4份改性蒙脱土(HOMMT

3、)时，其拉伸强度达到25．33MPa、撕裂强度达到59．97N／mm，均超过40份炭黑N330补强的水平。扫描电镜照片可以看出蒙脱土片层以纳米级尺寸分散于丁腈胶基质中。同时对这一复合体系进行了动态力学性能研究，结果表明当蒙脱土少于4份时，丁腈胶复合体系的动态力学性能有所改善．研究中发现，蒙脱土对聚合物的耐老化性能有改善作用，蒙脱土的分散性对耐老化性能有明显的影响，蒙脱土分散性越好，对橡胶的耐老化性能的改善越明显，当蒙脱土以纳米级尺寸分散时，耐老化性能有明显的提高。关键词：蒙脱土：纳米复合材料；乳液插层法；天然橡

4、胶：丁腈橡胶华南理工大学工学硕士学位论文AbstractAtechniquewasusedwithwater-solublepolymertoproduceintercalatednanocompositesbasedonpoly(vinylalcoh01)inthisdissertation．Whenpolymericaqueoussolutionsareaddedtodispersionsoffullydelaminatedsodiummontmorillonite，thestronginteraction

5、existingbetweenthehydrosolublemacromoleculesandmontmorillonites，bythiswaywerenderedhydrophilicmontmorilloniteorganophilic，whichusedtoproducerubber／montmorillonitenanocompositesbylatexinteractionmetchod．X-raydiffractograms(XRD)ofobtainedrubber／montmorillonite

6、snanocompositesshowsaninteractionstructureformontmorillonite．TheYoung’Smodulus、stressatbreadandtearstrengthofnanocompositeshasshowntobeimproved．Dynamicmechanicalanalysis(DMA)showintercalatednanocompositesinfluencethestoragemodulusofthematrix．Itisknowthatmont

7、morilloniteshouldbedispersedwellinwaterwhenlatexinteraction．Wesynthesizeanovelmodifierwhichmakesthemodifiedmontmorillonitedispersedwellinwater,andalsoweadvancedlatexintercalationtechnology．WeusedwiththisnewkindmodifiertopreparedNBR／montmorillonitenanocomposi

8、tebytheadvancedlatexintercalationmethod．XRDandTEMprovedmontmorillonitedispersedinNBRmatrixonananometersSCale．Themechanicalpropertiesoftheobtainednanocompositehaveshowntobestronglyimproved．DMAind