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1、Vol39No4化工新型材料第39卷增刊30NEWCHEMICALMATERIALS2011年4月天然橡胶纳米复合材料的制备方法和技术研究进展沈鑫远陈保平李祖明华建坤(国家橡胶及乳胶制品质量监督检验中心,景洪666100)摘要纳米粒子和纳米复合技术在天然橡胶改性中的应用,赋予了天然橡胶纳米复合材料优异的综合性能,已成为目前材料科学的研究热点。本文介绍了天然橡胶纳米复合材料的各种制备方法。提出了纳米粘土、纳米炭黑、纳米自炭黑、纳米碳酸钙、纳米氧化锌、碳纳米管、纳米晶纤维索、纳米二
2、氧化钛在改性天然橡胶中的研究进展,天然橡胶基纳米复合材料未来的发展趋势提出了展望。关键词天然橡胶,纳米改性,纳米复合材料,研究进展ThepreparationandresearchonnanomodificationofnaturalrubbernanocompositesShenXinyuanChenBaopingLiZumingHuaJiankum(NationalRubberandLatexProductsQualitySupervisionandInspectionCenter,Jing
3、hong666100)AbstractThenaturalrubbernanocompositeshavebecomearesearchfocusinmaterialsciencefields,becausetheyalreadyexhibitexcellentpropertiesduetotheapplicationofnanoparticlesandnanocompositetechnologyintheirmodification.Thepreparationtechniquesonthena
4、turalrubbernanocompositeswereintroduced.Includingnanoclay,nanocarbonblack,nanosilicondioxide,nanocalciumcarbonate,nanozincoxide,carbonnanotubes,nanocrystallinecellulose,nanotitaniumdioxide,andthedevelopmenttreadofnaturalrubbermnoeompositeswasfigu
5、redout.Keywordsnaturalrubber,nanocomposite,nanomodification,researchdevelopment天然橡胶本身具有独特的综合性能,其湿凝胶后经处理使溶液或溶胶转化为网状结构的氧化物凝强度高,比较容易化,通过合成制备得到的成品具有胶的过程。溶胶凝胶法制备纳米复合材料的方法主弹性好,强度高,较长率大和蠕变稳定等特点。但是要有以下3种:方法1,将前驱物溶解在已制备好的在实际运行中,天然橡胶其硬度、定伸应力、伸长率、聚合物溶液中,在催化作用下,
6、前驱物水解,与线型强度等物理性能方面不能够满足实际生产需要。在聚合物形成半互穿网络;方法2,将前驱物和单体溶天然橡胶中加入纳米粘土、纳米炭黑、纳米自炭黑、解在溶剂中,水解反应和聚合反应同时进行,这样可纳米碳酸钙、纳米氧化锌、碳纳米管、纳米晶纤维索、使完全不溶的聚合物通过原位生成并均匀地嵌入无纳米二氧化钛,使其通过一些改性后,天然橡胶具有机网络中。依据聚合物的空间形态,可形成半互穿了实际运行中所要求的综合性能,拓宽了它的应用或互穿网络结构;方法3,在聚合物或单体中引入能领域。通过对天然橡胶的改性可提高其强度
7、、耐磨与无机组分形成化学键的基团,增强有机无机组分性、硬度、老化等性能。采用纳米技术手段是制备得之间的相互作用力。[12]到的高性能复合材料的重要方法之一。溶胶凝胶法的工艺流程图如图1。1.2插层法1纳米粒子补强天然橡胶的制备方法许多无机化合物具有典型的层状结构,可嵌入1.1溶胶凝胶法聚合物形成层状结构的纳米复合材料。该材料既具溶胶凝胶法是指将前驱物水解缩合成溶胶,然有粘土矿物优良的强度、尺寸稳定性和热稳定性,又作者简介:沈鑫远(1984-),男,硕士,主要从事于橡胶材料的研究。增刊沈鑫远等
8、:天然橡胶纳米复合材料的制备方法和技术研究进展31加工方法使纳米粒子与材料的合成分步进行,能够控制纳米粒子的物质状态、大小。其缺点是纳米粒子容易聚在一团,在共混时的均匀分散,有一定的困难。共混法工艺流程如图3:图1溶胶凝胶法的工艺流程具有聚合物的力学性能、加工性能等。按照复合过程,复合方法主要有以下几种:单体插层聚合法,这类复合材料的制备,先将单体嵌入硅酸盐片层中,然后进行复合;聚合物熔体直接插层法,聚合物熔体插图3
