CSBR(BR)凹凸棒土复合材料的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文CSBR（BR）/凹凸棒土复合材料的研究摘要凹凸棒土（AT）是一种纤维状的硅酸盐粘土矿物，在我国储量极丰。本文研究了凹凸棒土在羧基丁苯橡胶（CSBR）及顺丁橡胶（BR）改性中的应用，以及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物（Si69）对复合材料性能的影响。用双辊开炼机制备了CSBR/AT复合材料。AT能够缩短CSBR的焦烧时间和正硫化时间，提高硫化速率，体系的硫化反应活化能随AT用量的增加而减小。力学性能测试结果表明，AT对CSBR有良好的补强作用。AT用量为30phr时拉伸强度达到18.2MPa，比未填充CSBR提高了8.0MPa。随着AT用量增大，复合

2、材料的定伸模量和硬度提高，撕裂强度则先增大后降低。用场发射电镜（FE-SEM）观察了CSBR/AT复合材料的微观形貌，AT在基体中分散良好并沿拉伸方向取向。加入AT大幅提高了CSBR/AT复合材料的积分程序分解温度（IPDT），改善了复合材料的热稳定性能。用原位改性法在双辊开炼机上制备了CSBR/AT/Si69复合材料。用透射电子显微镜（TEM）观察到加入Si69促进了AT在CSBR中的分散。CSBR/AT/Si69复合材料的力学性能优于CSBR/AT复合材料的。Kraus曲线和接触角测试结果表明，Si69提高了AT与CSBR基体的界面结合力。CSBR/AT/Si69硫化胶比CSBR

3、及CSBR/AT硫化胶有更明显的应力软化行为。采用悬浮液法或直接加入法制备了CSBR胶乳/AT混合物，研究了AT对混合物粘度和流变性能的影响。结果表明，这两种方法制备的混I上海交通大学硕士学位论文合物的粘度均高于CSBR胶乳的粘度，直接加入法对粘度影响更大；CSBR胶乳/AT混合物的粘度随时间而增大，但长期放置后趋于稳定。随着AT用量增大，混合物的剪切变稀行为更加显著。BR/AT/Si69复合材料的研究表明，AT采用250℃热处理，用量为30phr，Si69用量为0.9phr，是BR/AT复合材料的推荐制备条件。关键词：羧基丁苯橡胶，凹凸棒土，顺丁橡胶，复合材料，力学性能，界面结合I

4、I上海交通大学硕士学位论文STUDYONCSBR(BR)/ATTAPULGITECOMPOSITESABSTRACTAttapulgite(AT)isakindoffibroidsilicateclaywhichisabundantinChina.InthisdissertationtheeffectsofATandbis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide(Si69)onthestructureandpropertiesofcarboxylatedstyrenebutadienerubber(CSBR)andbutadienerubber(BR)

5、werestudied.CSBR/ATcompositeswerepreparedonatwo-rollmill.ATacceleratedthevulcanizationprocessanddecreasedtheactivationenergyofthecomposites.ThemechanicalpropertiesandthermalstabilityofCSBR/ATcompositeswereimprovedsignificantlywithadditionofAT.ThetensilestrengthofCSBR/AT(100/30)compositewas8.0MP

6、ahigherthanthatofpureCSBR.WithincreasingtheATcontent,themodulusat100%andShoreAhardnessofCSBR/ATcompositeswerebothincreased,andthetearstrengthofthecompositeswasincreasedatfirst,thendepressed,reachingthemaximumof36.7KN/mwhenATamountwas10phr.ATwasuniformlydispersedandorientedasconfirmedbyusingfiel

7、demissionscanningelectronmicroscope(FE-SEM).Theintegralproceduraldecompositiontemperature(IPDT)ofthecompositesweremuchhigherthanthatofpureCSBR.Si69wasinsituaddedandthentheCSBR/AT/Si69compositeswerepreparedonatwo-rollmill.Gooddispe