纳米二氧化硅的改性及其在丁基橡胶中应用研究

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1、分类号UDC065密级＼975485烈鹰利}拨走·肇硕士学位论文纳米二氧化硅的改性及其在丁基橡胶中应用研究SurfaceModificationofNano．Si02andit’s垒卫巳墅!垒盟壁望墅婪堕zi里曼坚垒堕塞坚堕堕!!欧阳兆辉指导教师姓名伍林教授指导教师单位申请学位级别论文定稿日期学位授予单位学位授予日期武汉科技大学化工与资源环境学院答辩委员会主席邹国林教授评阅人邹国林教授夏汉桥高工武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要该文研究了乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂(,6,-151)改性纳米二氧化硅，改性纳米二氧化硅具有良好的疏水性

2、。对改性前后的纳米二氧化硅表面进行表征，表明该工艺能够实现纳米二氧化硅的表面改性，能够有效分散纳米二氧化硅聚集体。通过滴定法测定纳米二氧化硅表面羟基和亲油化值，分析了预处理温度、反应温度、偶联剂用量以及氮气流量对改性效果的影响。FTIR和XPS分析表明：A-151确实已经和纳米二氧化硅表面的羟基发生了化学反应。透射电镜分析表明改性后纳米二氧化硅在乙醇中达到纳米级的分散。通过研究偶联剂(A．151)和氯化丁基橡胶的溶解度参数、改性纳米二氧化硅和未硫化增强硫化胶的表面自由能分析了改性纳米二氧化硅与未硫化增强胶的相容性。研究了纳米二氧

3、化硅用量对硫化胶力学性能的影响，随着纳米二氧化硅填充量的增加，结合橡胶中共价键作用的贡献增加，硫化胶总交联密度增加，化学交联密度在填充量2．O％时增至最大然后缓慢降低。应用实验表明，硫化胶中填充1．0％的改性纳米二氧化硅，硫化胶的拉伸强度为8．22MPa，拉断伸长率提高到823．15％；纳米二氧化硅填充量增加至3．5％，拉伸强度增至9．28MPa，拉断伸长率下降到746．56％。硫化胶填充纳米二氧化后，耐酸性、耐碱性、耐水性得到了不同程度的提高，硫化胶浸出液离子降低。关键词：纳米二氧化硅，表面改性，硅烷偶联剂，硫化胶，溶解度参数

4、第H页武汉科技大学硕士学位论文AbstractInthepaper,Nano-silicaistreatedwithVinyl·silaneA-151，whichhasagoodhydrophobic．Thesurfacestatusofnano．silleabeforeandaftermodificationwasstudied．ItiSverifiedthatmodificationofllano-silicacallbecarriedoutbythistechnicsandtheaggregationofnano-sili

5、cacallbedispersedeffectively．LipophilicdegreeandsurfacesilanolgroupsofmodifiedBane-silicaweremeasuredbytitration．Theeffectofmodifiearlonofmodifiednano-silicaWasdiscussedbyanalysisingactivationtemperature，processiontimeandflowcapacityoftheNz豇地analysisofFllRandXPSprove

6、dthattheA-15lhasbeensuccessfullygraftedonthe汕rfaceofllano—silica．AnalysisofTEMprovedthatthemodifiedDane·silicahaddispersedinnanoscaleincthylalcoh01．n坞compatibilityofgraftedversionwithbutytrubermatrixWasstudiedbyanalsisingsolubilityparameterofA-151andbutylrubber,飘如cef

7、reeenergyofmodifiednano—silicaandunvulcanizedtensilecompoundbutylrubber．Inthepaper,theeffectsofmodifiedllano-silicaonphysicalpropertiesofvulcanizeswerestudied．Itshowsthatwimthecontentincreaseofmodifiednano-silicainthebutylrubber,theportionsofcovalentbondinteractionin

8、creases，overallcrosslinkdensityofvulcanizesincreases。chemistrycrosslinkdensityofvulcanizesincreasesandreachesitsmaximumwhentheconte