黏土超细全硫化粉末橡胶橡胶三元纳米复合材料的制备与性能研究

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1、黏土／超细全硫化粉末橡胶／橡胶纳米复合材料的制备以及性能研究摘要近年来，聚合物层状硅酸盐纳米复合材料由于其与传统材料和微米或宏观材料相比，具有模量高、强度高、耐热性高、以及气密性好和阻燃等优点，引起了研究者在应用和理论研究方面的热潮。层状硅酸盐片层的分散型态在很大程度上影响着纳米复合材料的各种性能。本论文提出了一种制备橡胶／黏土纳米复合材料(RCN)的新方法：将超细交联丁腈橡胶(UFPNBR)乳液与黏土悬浊液共混，使UFPNBR胶乳粒子与黏土片层彼此穿插隔离；采用喷雾干燥工艺迅速脱水，制备得到无机黏土剥离型分散的UFPNBPU黏土(MMT)共混粉末(UFNBRM)。将UFNBRM与丁腈橡胶(N

2、BR)，丁苯橡胶(SBR)和三元乙丙橡胶(EPDM)通过熔体共混制备黏土／超细全硫化粉末橡胶／橡胶三元纳米复合材料。对该纳米复合材料的相态结构，动态力学性能，力学性能和气密性进行了研究，并与OMMT／橡胶共混物做了对比。结果表明：(1)通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现UFNBRM混粉末为几微米到几十微米左右的橡胶颗粒，且粒径和表面形态均随黏土含量提高而显著变化。广角X射线衍射(W似D)和透射电子纤维镜(TEM)研究表明，无机黏土在UFPNBRM中呈剥离型分散。(2)TEM观察表明在MMT／UPFNBR／NBR三元纳米复合材料T中，无机黏土分散不均匀，大部分黏土仍然以剥离状态分散于UFPNB

3、R中，少量黏土分散在NBR基体橡胶中。UFPNBRM的加入对复合材料的力学性能，气体阻隔性能等有所提高。但由于纳米黏土分散不均一性，复合材料的力学性能低于有机改性黏土(OMMT)增强NBR纳米复合材料。(3)在MMT／UPFNBR／SBR与MMT肘PFNB刚EPDM三元纳米复合材料中，由于UFPNBR与SBR，EPDM极性差异较大，相容性不好，UFNBRM在基体橡胶中发生了明显的团聚现象，使纳米黏土的增强效应不能充分发挥。由于粘土片层大径厚比，三元纳米复合材料的气体阻隔性能有所提高。关键词：超细全硫化粉末橡胶，黏土，共混，相态，力学性能ⅡCLAY／ULTRA．FINFULL．VULCANIZE

4、DRUBBERPOWDER／RUBBERNANOCOMPOSITESABSTRACTRecentlylayeredsilicate／polymernanocompositeshaveattractedmanyresearchers’interestsbecauseoftheirhighmodulus，highstrength，highheatresistance，andgoodairtightnessandflameretardantcomparedtotraditionalmaterials．Layeredsilicatedispersedhaveeffectonvariouspropert

5、ies．Inthiswork，wepreparedanewmethodofpreparationrubber／claynanocomposites(RCN)：Na-montmorillonite(MMT)powderwasdispersedintowatertoprepareclayslurry．Anovelultra—finefull-vulcanizedacrylonitrilebutadienerubberlatex(UFPNBR)wasaddedintotheclayslurryatacertaindryweightratioandstirredtoformuniformmixture

6、，inwhichtheclaylayersandthelatexparticleswereinterpenetratedeachother．Themixturewasthenspray-driedtoobtainUFPNBR／MMTblends(UFPNBRRM)．ThemorphologyofUFPNBFRMwascharacterizedbyX—rayDiffraction(XRD)，ScanningElectronMicroscope(SEM)andTransmissionElectronMicroscopy(TEM)．UFNBRMblendwithacrylonitrile—butad

7、ienerubber(NBR)，styrene—butadienerubber(SBR)andethylenepropylenedienemonomer(EPDM)，Clay／UFPNBR／Rubbernanocompositeswerepreparedbymelt111北京化T人学硕fj学位论文blendingSOthatwithoutmodifiedinorganicclaydispersed