本文利用綠色環(huán)保的天然納米纖維礦物凹凸棒石（AT）為原料,通過偶聯(lián)劑的表面改性制成橡膠的補強填料,并以順丁橡膠（BR）為基體,制備了改性凹凸棒石/順丁橡膠復(fù)合材料。重點以硅烷偶聯(lián)劑Si-998為例對凹凸棒石的改性機理及對復(fù)合橡膠的補強機理進行了系統(tǒng)地研究。通過正交實驗對復(fù)合橡膠的加工配方加以優(yōu)化,結(jié)合最優(yōu)配方,研究了凹凸棒石添加量對復(fù)合橡膠力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)添加量為60 phr時,拉伸強度達到最大值8.9 MPa,提高了4.84倍。選取了不同偶聯(lián)劑來改性凹凸棒石并填充順丁橡膠,通過對復(fù)合橡膠的力學(xué)性能進行對比得出,硅烷偶聯(lián)劑Si-998效果最好,當(dāng)用量為3%時,拉伸強度達到最大值11.37 MPa,比未改性的凹凸棒石提高了27.8%。探究硅烷偶聯(lián)劑Si-998改性凹凸棒石的改性效果及機理。SEM測試表明,改性后凹凸棒石的分散性得到明顯的改善,形成納米級材料。FTIR測試表明,改性后的凹凸棒石表面的羥基與硅烷偶聯(lián)劑縮合生成新的Si-O鍵,二者發(fā)生了化學(xué)鏈接。XRD測試表明,包覆在凹凸棒石纖維表面的偶聯(lián)劑以及反應(yīng)形成的有機官能團對凹凸棒石的晶體結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生明顯的影響。表面能的測試... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 天然礦物在橡膠工業(yè)上的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 蒙脫土復(fù)合橡膠的研究進展
        1.2.2 高嶺土復(fù)合橡膠的研究進展
        1.2.3 海泡石復(fù)合橡膠的研究進展
    1.3 天然納米纖維礦物凹凸棒石
        1.3.1 凹凸棒石概述
        1.3.2 凹凸棒石的物理化學(xué)性質(zhì)
            1.3.2.1 凹凸棒石的吸附特性
            1.3.2.2 凹凸棒石的流變特性
            1.3.2.3 凹凸棒石的脫水特性
    1.4 凹凸棒石的表面改性
        1.4.1 凹凸棒石表面改性方法
            1.4.1.1 偶聯(lián)劑表面處理
            1.4.1.2 表面活性劑處理
            1.4.1.3 酸化處理
            1.4.1.4 凹凸棒石的改性工藝
        1.4.2 凹凸棒石改性研究進展
    1.5 改性凹凸棒石在橡膠中的應(yīng)用
    1.6 本論文的研究內(nèi)容
第二章 實驗方案及表征測試方法
    2.1 實驗原材料
    2.2 改性凹凸棒石/順丁橡膠復(fù)合材料實驗配方
    2.3 實驗設(shè)備及測試儀器
    2.4 凹凸棒石的改性工藝
    2.5 復(fù)合橡膠的制備工藝
        2.5.1 橡膠混煉工藝
        2.5.2 橡膠硫化工藝
    2.6 性能測試與計算
        2.6.1 硫化膠力學(xué)性能測試
        2.6.2 表面能的測試和計算
        2.6.3 紅外光譜測試
        2.6.4 熱重測試
        2.6.5 X射線衍射分析分析
        2.6.6 透射電子顯微鏡分析
        2.6.7 掃描電子顯微鏡分析
第三章 凹凸棒石對復(fù)合橡膠性能的影響
    3.1 復(fù)合橡膠加工配方的正交實驗
    3.2 凹凸棒石添加量對復(fù)合橡膠力學(xué)性能的影響
    3.3 不同偶聯(lián)劑改性凹凸棒石對復(fù)合橡膠力學(xué)性能的影響
    3.4 偶聯(lián)劑添加量對復(fù)合橡膠力學(xué)性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 硅烷偶聯(lián)劑改性凹凸棒石機理的研究
    4.1 硅烷偶聯(lián)劑偶聯(lián)機理的研究現(xiàn)狀
    4.2 凹凸棒石改性前后的形貌變化
    4.3 改性凹凸棒石的FTIR分析
    4.4 改性凹凸棒石的XRD分析
    4.5 硅烷偶聯(lián)劑對凹凸棒石表面能的影響
    4.6 硅烷偶聯(lián)劑物理包覆凹凸棒石的計算
    4.7 改性凹凸棒石的熱分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 納米凹凸棒石補強橡膠機理的研究
    5.1 傳統(tǒng)的橡膠增強模型
    5.2 凹凸棒石在復(fù)合橡膠中的微觀形貌
    5.3 復(fù)合橡膠硫化前后的XRD分析
    5.4 凹凸棒石纖維補強橡膠模型
    5.5 復(fù)合橡膠的應(yīng)力應(yīng)變曲線
    5.6 復(fù)合橡膠拉斷面的SEM分析
    5.7 復(fù)合橡膠的TEM分析
    5.8 橡膠納米增強中的逾滲現(xiàn)象
    5.9 復(fù)合橡膠中填料粒子間距的計算
    5.10 凹凸棒石纖維粒徑分布函數(shù)
    5.11 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝



本文編號：3729719