陶瓷纳米粉体的表面修饰及其橡胶复合材料的研究

《陶瓷纳米粉体的表面修饰及其橡胶复合材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Y1412609中国科学技术大学博士学位论◎又陶瓷纳米粉体的表面修饰及其橡胶复合材料的研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：夏茹高分子化学与物理朱清仁教授章于川教授二00八年八月摘要5．改进传统的填料与橡胶混炼工艺，探讨了不同的混炼工艺条件对陶瓷纳米粉体在橡胶中分散性的影响。通过炭黑分散度测定仪、橡胶加工分析仪以及TEM研究发现，采用密炼机两段混炼工艺使陶瓷纳米粉体在橡胶基体中得到有效分散，可以充分发挥填充材料的纳米效应。6．设计制备三种橡胶陶瓷纳米复合材料，分别为：三元共聚物MAA—BA．AN改性纳米Si3N4后填充丁腈橡胶；三元共聚物MMA．BA．VTES改性纳米AIN后填

2、充天然／丁苯橡胶；纳米ZDMA原位接枝聚合改性纳米Si3N4后填充三元乙丙橡胶。用二段密炼的混炼工艺研究制备上述三种橡胶陶瓷纳米复合材料，根据对橡胶陶瓷纳米复合材料力学性能、耐油性能、耐磨性能、耐老化性能等的测试结果研究探讨了大分子偶联剂的数均分子量对表面改性效果的影响，橡胶纳米复合材料凝聚态结构与性能的关系及其橡胶配件制品性能提高的机理。7．研究制备三种橡胶汽车配件产品。用三元共聚物MAA．BA．AN改性纳米Si3N4／丁腈橡胶复合材料研制汽车减震器油封；用纳米ZDMA原位接枝聚合改性纳米Si3N4／三元乙丙橡胶复合材料研制汽车用耐磨胶管：用三元共聚物MMA．BA·VTES改性纳米

3、AIN／天然丁苯橡胶复合材料研制汽车橡胶止动件。对上述三种产品进行了相关性能测试和台架试验，结果均达到了国际先进水平。综上所述，本文创造性地将陶瓷纳米粉体(纳米Si3N。和纳米A1N)应用到橡胶纳米复合材料的制备，根据不同的复合体系设计合成了新型的大分子偶联剂并对陶瓷纳米粉体进行表面改性，成功实现了纳米粉体在橡胶基体中的均匀分散。结果证实纳米Si3N4和纳米A1N不仅能够对橡胶实现增强增韧，同时还能显著提高其他性能，如耐油、耐磨等性能。此外，首次设计试制出可用于工业化纳米粉体表面改性的纳米粉体热雾化包覆处理设备——断续式纳米粉体表面改性机。以上的论文工作为突破纳米分散的技术瓶颈，实现

4、橡胶纳米复合材料的工业化探索出一条成功的可行之路。关键词：橡胶陶瓷纳米复合材料，表面改性，大分子偶联剂，纳米氮化硅，纳米氮化铝，化学沉淀法，自由基溶液共聚AbstractABSTRACTUsingnanomaterialswithexcellentperformancetodevelopspecialandfunctionalnewrubbernanocompositematerialshasbecomeallimportantresearchdirectioninthefieldofrubber．Butthenanoparticlesaremoredimculttodisperse

5、homogenouslyintherubbermatrixthanthethermoplasticsduetotheirhighspecificsurfaceareaandhighsurfacefreeenergy．Sotheresearchofrubbernanocompositesisfocusedonnanomaterials’surfacemodification，nanomaterials’dispersionintherubbermatrix，thestrengtheningmechanismofnanomaterialsandtherelationshipbetween

6、structuresandpropertiesofrubbernanocomposites，etc．Thispaperaimsatthreecategoriesofautomotiverubberproducts(oilsealofrubbershockabsorbers，wear—resistantrubberhosesandrubberstopper)．Surfacemodificationofceramicnano—materialsandthepreparationandperformanceoftherubbernanocompositesareindeepinvestig

7、ation．Theworkcouldbesummarizedasfollows：1．Thenano—sizedamorphoussiliconnitrideandhexagonalaluminumnitridewhichareproducedbyHefeiKaierNanotechonlogyDevelopmentCo．，Ltd．werechoseastheresearchobjectandthistwoceramicnanopowder’Ssurface