本文關鍵詞：液體橡膠改性凹凸棒石性能及應用研究

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【摘要】：聚合物/硅酸鹽納米復合材料因其簡潔高效的制備方法、良好的加工性能和優(yōu)異的力學性能,已成為聚合物材料和硅酸鹽礦物材料研究與開發(fā)的熱點。具有納米纖維結構的凹凸棒石與聚合物制備的復合材料,也是研究的重點。但由于凹凸棒石的親水性以及較大的表面能,導致其易發(fā)生團聚,難與聚合物基體混合均勻。為了解決以上不足,使用液體橡膠包覆改性凹凸棒石,并與順丁橡膠混煉,制備成剝離型復合橡膠,研究改性凹凸棒石對順丁橡膠性能的影響,并探討改性凹凸棒石補強順丁橡膠的機理。通過對比試驗,確定使用乙酸乙酯作為液體橡膠溶劑。使用液體橡膠對凹凸棒石進行包覆改性時,控制水浴溫度為40℃,攪拌速度1000 r/min,攪拌時間為20 min,偶聯劑的使用量為凹凸棒石質量的3%,凹凸棒石與液體橡膠的質量比為2:1,得到表面能為27.89 J/m2的包覆改性凹凸棒石粉體。將包覆改性凹凸棒石粉體作為補強填料,與順丁橡膠進行混煉。當填料中凹凸棒石與液體橡膠質量比為2:1時,在填充量小于50 phr的情況下,復合橡膠的拉伸強度比不使用液體橡膠改性的復合橡膠的拉伸強度高10%。當填料中液體橡膠固定為20 g時,復合橡膠的拉伸強度隨填充量的增大而增大,當填充量為80 phr時,拉伸強度達到11.71 MPa。經FTIR分析可知,凹凸棒石與偶聯劑KH-590接枝成功。通過XRD和電鏡分析發(fā)現,液體橡膠完全包覆凹凸棒石表面,并且有液體橡膠分子插入到凹凸棒石層間,經過硫化作用,與順丁橡膠基體、偶聯劑形成三維網絡結構,導致凹凸棒石片層剝離,分散在橡膠基體中,起到了特殊的補強作用。
【關鍵詞】：凹凸棒石 液體橡膠 改性 復合橡膠 插層
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ333.99
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料研究進展10-12
• 1.2.1 層狀硅酸鹽礦物10-11
• 1.2.2 聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料11-12
• 1.2.3 聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料的制備方法12
• 1.3 凹凸棒石12-15
• 1.3.1 凹凸棒石的成分與結構12-13
• 1.3.2 凹凸棒石表面形貌13
• 1.3.3 凹凸棒石的特性及應用13-14
• 1.3.4 凹凸棒石改性方法14-15
• 1.4 液體橡膠及其應用15-17
• 1.4.1 液體橡膠的分類與應用15-16
• 1.4.2 端羥基聚丁二烯液體橡膠16
• 1.4.3 液體橡膠在聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料中的應用與研究現狀 .71.5 主要研究內容16-17
• 1.5 主要研究內容17-18
• 第二章 實驗方案及測試表征方法18-28
• 2.1 實驗原材料18-19
• 2.2 橡膠加工配方19
• 2.3 實驗設備及測試儀器19-20
• 2.4 偶聯劑-液體橡膠協同改性凹凸棒石20-21
• 2.4.1 偶聯劑改性凹凸棒石20-21
• 2.4.2 液體橡膠包覆改性凹凸棒石21
• 2.5 復合橡膠制備工藝21-22
• 2.5.1 橡膠加工21-22
• 2.5.2 橡膠硫化22
• 2.6 凹凸棒石及填料粉體性能測試22-24
• 2.6.1 凹凸棒石粒徑分布測試22
• 2.6.2 粉體接觸角測試與表面自由能計算22-23
• 2.6.3 粉體吸濕率測試23
• 2.6.4 粉體休止角測試23-24
• 2.7 橡膠性能測試24-26
• 2.7.1 橡膠硫化性能測試24-25
• 2.7.2 橡膠力學性能測試25-26
• 2.8 晶體結構分析26-27
• 2.8.1 X-射線衍射測試26
• 2.8.2 X-射線衍射分析與結晶度計算26-27
• 2.9 微觀形貌分析27-28
• 2.9.1 掃描電子顯微鏡分析27
• 2.9.2 透射電子顯微鏡分析27-28
• 第三章 偶聯劑-液體橡膠協同改性凹凸棒石28-40
• 3.1 液體橡膠溶劑的選擇28-29
• 3.2 偶聯劑的選擇29-31
• 3.3 凹凸棒石球磨時間的選擇31-34
• 3.4 液體橡膠包覆改性凹凸棒石工藝條件34-36
• 3.5 改性凹凸棒石粉體性能測試36-38
• 3.5.1 粉體吸濕率測試36-37
• 3.5.2 粉體休止角測試37-38
• 3.6 本章小結38-40
• 第四章 改性凹凸棒石補強順丁橡膠40-50
• 4.1 土膠比固定時填充量對復合橡膠力學性能的影響40-41
• 4.2 土膠比固定時填充量對復合橡膠硫化性能的影響41-42
• 4.3 液體橡膠含量固定時填充量對復合橡膠力學性能的影響42-43
• 4.4 液體橡膠含量固定時填充量對復合橡膠硫化性能的影響43-44
• 4.5 復合橡膠SEM分析44-45
• 4.6 凹凸棒石晶體結構的變化45-47
• 4.7 復合橡膠TEM分析47-48
• 4.8 本章小結48-50
• 第五章 液體橡膠改性凹凸棒石補強順丁橡膠機理50-56
• 5.1 偶聯劑的作用機理與體系模型50-53
• 5.1.1 偶聯劑的影響與作用機理50-51
• 5.1.2 復合體系模型51-53
• 5.2 液體橡膠插層凹凸棒石53-54
• 5.3 復合橡膠應力應變曲線分析54-55
• 5.4 本章小結55-56
• 第六章 結論56-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士期間所取得的相關科研成果62-64
• 致謝64

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