EPDM_有机蒙脱土纳米复合材料的制备和性能研究.pdf

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夕橡胶工业年第卷有机蒙脱土纳米复合材料的制备和性能研究‘,’,张‘,’,郑华彭宗林勇张隐西李培祥上海交通大学高分子材料研究所,仁海青岛高校软控股份有限公司,山东青岛摘要,、以接枝马来酸醉作相容剂用一段密闭熔融混炼二段开炼机混炼的方法制备有机蒙脱,。,,上下纳米复合材料并对其性能进行了研究结果表明熔融混炼使分子链开始插人丁片层间致使片层间距有所增大开炼机混炼使片层间距进一步增大硫化,,以纳米级尺后片层剥离寸均匀分布。,,,于基体中与胶料相比纳米复合材料的损耗因子小玻璃化温度高储能模量大,物理性能显著提高。关键词蒙脱土纳米复合材料相容剂中一一一图分类号文献标识码文童编号·一‘,为解决主链不含极性或反应性基团浙江丰虹粘土有限公司产品及蒙脱土层状硅酸盐填料表面极性高而造成的插层剂,二甲基节基十八烷基氯化按,荷兰阿克苏,可一一,与蒙脱土难以达到纳米级复合的问题诺贝尔表面化学公司产品牌号,。,利用蒙脱土片层间阳离子的可交换性及片层的膨为接枝率为上海日之升新技润性,将长链烷基钱离子引入片层间制得有机蒙术发展有限公司产品其余原材料均为市售工,。脱土以利于混炼时大分子链插人蒙脱土业品片层间,阻止蒙脱土纳米微粒团聚,得到酉己方蒙脱土纳米复合材料。纳米复合材料配方入,,一一于,本工作以二甲基节基十八烷基氯化钱为插层,,,剂,一氧化锌硬脂酸硫黄促进剂将无机钠基蒙脱土改性制成有机,。蒙脱土‘再用接枝马来酸配促进剂一〕一一,复合材料配方作相容剂采用一段密闭熔融,一,,,棍炼、二段开炼机混炼的方法制备了剥离型氧化锌硬脂酸硫,,。,纳米复合材料。现将其制备和性黄促进剂促进剂,能研究情况简介如下。胶料配方氧化锌,硬,,,脂酸硫黄促进剂促进剂。实验原材料试样制备,,制备牌号为第三单体为,一门尼粘度「砂为,美国杜邦公在搅拌作用下将加人超,一司产品一,阳离子交换容量为的℃热水中形成均匀的悬浮液,备用。将二甲基节基十八烷基金项目国家自然科学基金资助项目基氯化按与饱和盐酸在℃热水中混,一,作者简介郑华,女,辽宁沈阳人,卜海交通大学在读合倒入悬浮液搅拌后出现白色博生主要从事粘土增强橡胶材料的研究工作。沉淀将过滤,用去离子水冲洗 第期郑华等有机蒙脱土纳米复合材料的制备和性能研究·‘一至滤液不含氯离子滤液用浓度为一的有机插层剂取代了中的钠的硝酸银溶液滴定时无氯化银沉淀生成为,,离子而使片层间距增大经计算这时的片层间距。,一止将放人℃的真空烘箱中干燥为复合材料曲线在。。一备用夕为一处仍出现片层间距特征衍,一,复合材料的制备射峰即片层间距仍为这表,一一一,将或和明没有插人片层间复合材料一在转子流变仪中熔融混炼混炼温中不呈纳米级粒子状态存在,·一‘,度℃转子转速出片并冷复合材料曲线在为一范围内无特,、、,却后在双辊开炼机上依次加人氧化锌硬脂酸征衍射峰因为在复合材料中有硫,黄和促进剂胶料直接在开炼机上混足量的分子链进入片层间从而,下。,炼片硫化在平板硫化机上进行硫化条件导致了层以纳米级尺寸分离并均匀分散为。在基体中。仪器和设备型,转子流变仪德国哈克公司产品型,全自动光衍射仪一一日本理学公司产品型透射电镜,日本公司产品一动态兮职侧卿只,力学性能测试仪美国公司产品型拉力机,英国公司产品。性能测试分析用分析蒙脱土改性前后片层间距及复合材料中分子链插层前后“。,式蒙脱土片层间距的差异测试条件辐射图蒙脱土及其复合材料的谱,,,后单色器管电压管电流扫一一一一一复合材料·一。‘。描速度一纳米复合材料,分析将冷冻试样超薄切片用不同加工阶段的复合材料。。,观测蒙脱土片层间距的变化及分散情况的曲线如图所示从图可以看出,一一测试条件加速电压。和熔融混合物的,动态力学性能测试动态力学性能采用动衍射峰比宽而加入其余配合剂的。态力学性能测试仪测试。测试条件温度范围混炼胶和硫化胶的衍射峰完全消失因此,,·一‘,可以确定熔融混炼使大分子开始插人一一℃升温速率℃测试,频率。片层间而开炼的机械力作用致使,。片层间距进一步扩大硫化后层完物理性能测试按相应国家标准进行、全剥离成厚度为几个纳米直径为几百个纳米和形状比高的纳米单片。结果与讨论分析分析纳米复合材料的照片蒙脱土及复合材料的谱如图所示其。,,如图所示从图可以看出在复合材料中大。,一中为衍射角从图可以看出谱,以单层或多层的形式均匀部分层剥离在为一处出现特征衍射峰,由方程分布在基体中。·,一动态力学性能分析计算得出片层间距为,纳米复合材料损耗因子曲线在为处出现强衍射峰这表明 橡胶工业年第卷十呛侧嗽盆织目忍曰一乙﹄,奋介、一洲、一月二一一一一温度℃子温度关系式图不同加工阶段复合材料曲线《叉一一流变仪中熔融混炼的,和一一混合物一开炼机上加人其余配合剂混炼的复合材料一硫化、叫出后的纳米复合材料芝阅上刁二一一的温度℃一甘温度关系图纳米复合材料动态力学性能一胶料一纳米复合材料。增大,复合材料的拉伸强度、定伸应力、撕裂强度一一和硬度先增大后减小用量为份时,各项性能达到最大值。这是因为少量相容一一,剂与相互作用时马来,酸醉中的梭轻基与中的氧形成氢键使图纳米复合材料的照片片层间的相互作用减弱,片层间距增大,的和储能模量忿与温度的关系如图所,。,从而有利于分子链进入片层间示从图可以看出的加入导致。、,。使胶料形成剥离型纳米复合材料川但氏减小玻璃化温度向高温方向移动这是一,用量过大即低相对分子质量接枝物过由于基体与间具有较强界面作,〕,。,多会抵消纳米分散相片层的补强作用对复合,一〕用的缘故从图可以看出纳米尺寸的。片层对聚合物有明显的补强作用。综合材料性能造成负面的影响,复合材料的物理性能得出在胶料中加人能分散成纳米尺寸的。,可。蒙脱土复合材料的物理性能见表以显著地提高胶料的动态力学性能,从表可以看出纳米复合材料一用量对纳米,的拉伸强度比胶料提高约倍扯断伸长复合材料性能的影响,率提高约倍和定伸应力也明显提一一相容剂用量对,高即的补强作用显著而纳米复合材料物理性能的影响如图所复合材料的各项性能与胶料相差。,一一示从图可以看出随着用量不大,即一的补强作用不明显。这说明 第期郑华等有机蒙脱土纳米复合材料的制备和性能研究表蒙脱土纳米复合材料的物理性能复合材复合材性能料‘’料“胶料母仁侧慧‘芝州哥母盛渊平界拉伸强度月乃勺一扯断伸长率加巧定伸应力定伸应力一·一’撕裂强度吐。︸邵尔型硬度度站注纳米复合材料一复一一用量份合材料。密闭熔融混炼、二段开炼机混炼工艺可以制备剥离型蒙脱土纳米复合材料。哥调只侧岁工芝。︸川只侧毋侧岁门芝密闭熔融混炼使分子链开始插人蒙,脱土片层间蒙脱土片层间距有所增大开炼使,蒙脱土片层间距进一步增大硫化后层肠发生剥离,均匀分散在基体中。,与胶料相比纳。,,米复合材料的氏减小玻璃化温度升高储一一二一山一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一』一一一一一一一目一一一一,。一一能模量增大动态力学性能显著提高用量份,对具有较强的补强作用即,纳米复合材料的物理性能好连几曰」只﹄一。而的补强作用则不显著令·长匕双翘侧四酬代邵侧振巴嗽之日参考文献习,,」,一,,,,一用量份习一,,图用对纳米复合材料性能的影响,,试验配方除一一外,其余同仁」纳米复合材料配方。复合材料的物理性能与蒙脱土的分散结构密切相仁口,,关。在纳米复合材料中,仁〕,,,。以纳米级尺寸的单层或多层结构分散在一〔〕,,基体中相与相的界面作用力大,,一。的补强性好〕,,,刘晓辉范家起李强等聚丙烯蒙脱土纳米复合材料、,,工制备表征及动态力学性能「〕高分子学报。结论一一一,用作相容剂利用一段收稿日期一一 橡胶工业年第卷一,尸一‘,,一‘,尸一了刀竹抓,,,,,,二,一一一’一,’一,一占,只、,一,,“”、双星集团发动全员创新对抗原材料涨价调查及时掌握市场信息开发的情网鞋学生、,,中图分类号文献标识码凉鞋劳保鞋等新产品通过前期试销后销量一,面。今年以来对各种原材料价格上涨的严峻路攀高形,,。,,势双星集团加快了科技创新步伐发动全员参品种多紧跟市场步伐掌握市场信息做到,为“、”,与创新提升产品市场竞争力开辟出一条成功你有我变你变我新以平均每天开发款的速。,,,的路子度定期推出新品种打破了品种单一的局面赢、,。。大力应用新工艺新材料推动科技创新得市场销售先机,、,。,例如从运用新材料改造老设备人手开发出新开发快缩短开发周期由原来人工打制样的一,,,次发泡模压拖鞋配方生产拖鞋万双创品改为计算机辅助设计定样新品推出时间由原效万元研制的冷凝水回收利用装置每年节来个月以上缩短到天左右,保证以最快速度约近万元双星轮胎公司提高利用率一占领市场。公司还将客户请到工厂订货、征求意,。,,,项“”每年可降低生产成本万元见实施零距离沟通加快产品开发速度确保、。。改造老玉艺老设备为使一线操作工认新产品在市场上的竞争力,,。,“识到创新并不神秘创新就在身边公司发动全员成本低在工艺上创新降成本以高中档款,以员工名字命名的小改小革项目层出”。参与创新式低档价位参与市场竞争例如一季度投产的,“”、“”“”、“”不穷例如永玲上子母扣法任可红上拱带法圣火飞人足球鞋等个品种即创效益,,。。等提高了劳动效率降低了成本万元,。瞄准市场加大开发力度开发适应市场发动全员创新,为双星创出了可观的效益,争,“、、、”。的新品种以新多快低策略销售,“得了大量国际订单并获得市场信得过鞋帽商。,、、款式新调整设计思路和产品结构产品开”“”“”品中国名牌产品连续十年市场销量第一发“跨年研究、跨季生产、跨月储备”,抢在市场前等殊荣。血。开发人员多次到浙江义乌、温州等地做市场双星集团张艾丽供稿