nbr蒙脱土纳米复合材料制备及性能研究

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1、哈尔滨工业大学硕士学位论文NBR/蒙脱土纳米复合材料制备及性能研究姓名：何薇婧申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：黄玉东20050601堕堡鎏三些查兰三耋璧老：堡墼圣摘要利用层状硅酸盐制备的聚合物纳米复合材料具有优异的综合性能，已成为当今材料科学研究的热点。本文用十八烷基铵盐对蒙脱土进行有机化改性，采用IR、TG和XRD等分析手段对修饰后的粘土进行表征，结果表明烷基铵通过离子交换反应充分进入到蒙脱土层间，在粘土极性得到改善的同时，其层间距从最初的1．24rim增加到2．19rim。研究了纳米复合材料的制备工艺，确定适宜的工艺条件制备分散效果较为优

2、异的纳米复合材料。在对材料制备过程中不同阶段的研究基础上，分析了纳米复合材料形成的机理。选取Y·氨丙基三乙氧基硅烷(H2NCH2CH2CH2Si(OC2Hs)3)y-巯丙基三乙氧基硅烷(HSCH2CH2CH2Si(0C2H5)3)，双一[Y．(三乙氧基硅)丙基】．四硫化物((H5C20)3Si(CH2)3S4(CH2)3Si(OC2H5)3)这三种硅烷偶联剂对其进行表面修饰，然后加入到聚合物基体中作为增强相粒子。选取丁腈橡胶做为复合材料的基体聚合物，直接通过熔融共混的方法使丁腈橡胶大分子进入单一的有机化粘土片层间形成插层结构。对所制备的复合材料进行XR

3、D、红外光谱、力学性能、热稳定性能以及动态热机械性能的表征。XRD结果表明纳米复合材料的硅酸盐片层结构由聚合物分子链插入。其中，经过y-巯丙基三乙氧基硅烷(HSCH2CH2CH2si(oc2H5)3)表面处理后的有机化粘土增强丁腈橡胶纳米复合材料成分的纳米复合材料比传统的微米复合材料比未经过硅烷偶联剂处理有机化蒙脱土纳米复合材料的性能更为优异，当蒙脱土含量达到7phr时，拉伸强度达到最大值11．93MPa，高于有机化处理的蒙脱土的复合材料17．4％，断裂伸长率达到最大值，约520％。并且在玻璃化转变温度以下具有更高的贮存模量值。而DB619偶联剂处理有

4、机化蒙脱土填充丁腈橡胶后，该复合材料的失重速率从390℃显著增加到432℃。关键词丁腈橡胶；有机化粘土；纳米复合材料：偶联荆堕堡堡三些查兰三兰矍圭兰竺篓兰AbstractPolymernanocompositesbasedonlayeredsilicateshaveattractedgreatinterestfromresearchersbecausetheyexbitedmanyexcellentproperties．Inthisarticle，organophilicmontmorillonite(MMT)waspreparedbysurfacem

5、odificationusingoctadecylammoniumandcharacterizedbyIR，TGandXRD，theresultsrevealedthatalkylammoniBinintercalatedintothegalleriesofMMTthroughionexchange．theinterlayerdistanceofMMTincreasedfrom1．24nmto2．19nmwhileitspolaritywasdecreased．Preparationofnanocompositewasstudied，andthesui

6、tableexperimentconditionswerereached．TheresultsofXRDindicatedthatthenanocompositesbelongtotheexfoliatedones．Oganoclay,preciselyMMTmodifiedwithoctadecylamineandthentreateditssurfaceindividuallybysilanecouplingagents，7-(aminopropyl)triethoxysilane，y-(mercaptopropyl)triethoxysilane

7、andbis一((7-triethoxysilane)proply)tetrasulfur．Thepolymer，Nitrile·ButadieneRubber(NBR)wasmechanicallymixedwithorganophilicclayviameltblendingmethodSOthatthepolymerchainswereintercalatedbetweentheindividualsilicatelayersoftheclay．CompositionsofpreparedhybridsbasedonNBR／Oganoclayor

8、oganoclaytreatedbysilanecouplingagentswereinves