复配有机粘土/橡胶纳米复合材料的结构及性能
发布时间：2021-11-27 20:23
近年来，层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的研究一直是材料领域的热点。层状硅酸盐因其与橡胶的界面相容性差，致使无机粘土的有机化改性成为研究重点，而如何实现粘土的单片层分散并制备高性能的纳米复合材料，则是这一研究的难点所在，具有很重要的现实意义。本课题采用熔体法制备粘土/橡胶纳米复合材料，通过阳离子改性剂与阴离子改性剂复配来制备复配有机粘土，使得层状硅酸盐的晶层间距进一步加大，甚至达到剥离，然后利用开炼机强烈的剪切力将橡胶大分子插层进入到粘土片层，形成粘土/橡胶纳米复合材料。考察不同改性剂种类（阳离子改性剂、阴离子改性剂）、用量及复配改性配比对纳米复合材料力学性能的影响，并通过XRD、TEM等来测试表征粘土的微观结构。研究表明：（1）本课题所采用的方法，相比单一阳离子改性剂改性，更易获得高性能的纳米复合材料，并且适用于像丁腈橡胶这样的极性橡胶，也适用于像丁苯橡胶这样的非极性橡胶。（2）当阴离子改性剂一定时，不同碳链烷基季铵盐与阴离子改性剂复配改性的效果不同，并非随着碳链长度的增加而持续增加，而是碳链适中的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与阴离子改性剂复配改性粘土制备的复配有机粘土/丁腈橡胶纳米...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蒙脱石的结构示意图
并通过 XRD 分析得到 SDS 改性蒙脱土的层间距层间距为 2.08nm，而经过 CTAB 与 KH-570 复配改性的层间距化不明显。离子表面改性剂面活性剂因其具有高的化学和热力学稳定性，价格低廉等优8, 29]。如聚乙二醇（PEG），其结构是由二甲基醚链及端羟基，其插层蒙脱土的机理主要为 PEG 中的醚氧键与-OH 形成氢胶纳米复合材料结构胶纳米复合材料从微观形态角度可以分为三种类型：相分散型，具体结构示意图如图 1.2 所示。
三种类型的复合材料，除了相分散型复合材料为微米级复合材料，其他两种结纳米级范畴。.4 粘土/橡胶纳米复合材料制备制备粘土/橡胶纳米复合材料的工艺主要有以下几种：（1）原位插层法将粘土在聚合物单体溶液中溶胀，然后在一定的条件下加入引发剂引发单体聚原位聚合反应放出的热量，减弱粘土片层间的范德华力，将粘土剥离并按照―，远程无序‖的方式分散到橡胶基体中，工艺过程如图 1.3 所示。目前此方法应有大量研究学者[30-35]采用该方法制备聚合物/粘土纳米复合材料，可形成性能优复合材料，但存在过程复杂，难于大量应用与工业化生产。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机蒙脱土插层改性丁腈橡胶纳米复合材料[J]. 许一婷,高辉,谢剑杰,李聪,曾碧榕,罗伟昂,戴李宗. 高分子材料科学与工程. 2014(06)
[2]无机粘土的烷基铵盐改性及NBRCNs的结构与性能研究[J]. 王林艳,梁玉蓉,胡刚,段学召,周保全. 弹性体. 2014(01)
[3]石墨/二硫化钼/丁腈橡胶复合材料的性能[J]. 杨汉祥,梁玉蓉,谭英杰,王林艳,胡刚,段学召. 合成橡胶工业. 2013(03)
[4]INVESTIGATION INTO MORPHOLOGY, MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SBR/EPDM/ORGANO MONTMORILLONITE NANOCOMPOSITES[J]. Massud Durandish,Abdolmajid Alipour. Chinese Journal of Polymer Science. 2013(04)
[5]二硫化钼对SBRL力学性能和耐磨性能的影响[J]. 张涛,梁玉蓉,王林艳,胡刚,段学召,杨汉祥. 弹性体. 2012(06)
[6]有机溶剂对有机粘土/丁腈橡胶纳米复合材料结构与性能的影响[J]. 王林艳,梁玉蓉,刘海东,张涛,胡刚. 橡胶工业. 2012(12)
[7]有机粘土/SBR纳米复合材料的结构与性能研究[J]. 张涛,梁玉蓉,王玉,王林艳,胡刚. 弹性体. 2011(06)
[8]有机粘土/NBR纳米复合材料的微观结构与性能[J]. 王林艳,张涛,胡刚,谭英杰,梁玉蓉. 橡胶工业. 2011(11)
[9]碳纳米管/橡胶复合材料的研究进展[J]. 许图远,王松,卢咏来,王文才. 合成橡胶工业. 2011(06)
[10]蒙脱土有机插层改性及其插层性能[J]. 廖丽丽,徐意,吕维忠,罗仲宽,刘波,张启龙,杨辉. 广东化工. 2011(10)
博士论文
[1]层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料制备机理及工业化技术研究[D]. 王益庆.北京化工大学 2005
[2]高气体阻隔性能弹性体的制备及有机粘土/橡胶纳米复合材料微观结构的后工艺响应[D]. 梁玉蓉.北京化工大学 2005
本文编号：3522983
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蒙脱石的结构示意图
并通过 XRD 分析得到 SDS 改性蒙脱土的层间距层间距为 2.08nm，而经过 CTAB 与 KH-570 复配改性的层间距化不明显。离子表面改性剂面活性剂因其具有高的化学和热力学稳定性，价格低廉等优8, 29]。如聚乙二醇（PEG），其结构是由二甲基醚链及端羟基，其插层蒙脱土的机理主要为 PEG 中的醚氧键与-OH 形成氢胶纳米复合材料结构胶纳米复合材料从微观形态角度可以分为三种类型：相分散型，具体结构示意图如图 1.2 所示。
三种类型的复合材料，除了相分散型复合材料为微米级复合材料，其他两种结纳米级范畴。.4 粘土/橡胶纳米复合材料制备制备粘土/橡胶纳米复合材料的工艺主要有以下几种：（1）原位插层法将粘土在聚合物单体溶液中溶胀，然后在一定的条件下加入引发剂引发单体聚原位聚合反应放出的热量，减弱粘土片层间的范德华力，将粘土剥离并按照―，远程无序‖的方式分散到橡胶基体中，工艺过程如图 1.3 所示。目前此方法应有大量研究学者[30-35]采用该方法制备聚合物/粘土纳米复合材料，可形成性能优复合材料，但存在过程复杂，难于大量应用与工业化生产。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机蒙脱土插层改性丁腈橡胶纳米复合材料[J]. 许一婷,高辉,谢剑杰,李聪,曾碧榕,罗伟昂,戴李宗. 高分子材料科学与工程. 2014(06)
[2]无机粘土的烷基铵盐改性及NBRCNs的结构与性能研究[J]. 王林艳,梁玉蓉,胡刚,段学召,周保全. 弹性体. 2014(01)
[3]石墨/二硫化钼/丁腈橡胶复合材料的性能[J]. 杨汉祥,梁玉蓉,谭英杰,王林艳,胡刚,段学召. 合成橡胶工业. 2013(03)
[4]INVESTIGATION INTO MORPHOLOGY, MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SBR/EPDM/ORGANO MONTMORILLONITE NANOCOMPOSITES[J]. Massud Durandish,Abdolmajid Alipour. Chinese Journal of Polymer Science. 2013(04)
[5]二硫化钼对SBRL力学性能和耐磨性能的影响[J]. 张涛,梁玉蓉,王林艳,胡刚,段学召,杨汉祥. 弹性体. 2012(06)
[6]有机溶剂对有机粘土/丁腈橡胶纳米复合材料结构与性能的影响[J]. 王林艳,梁玉蓉,刘海东,张涛,胡刚. 橡胶工业. 2012(12)
[7]有机粘土/SBR纳米复合材料的结构与性能研究[J]. 张涛,梁玉蓉,王玉,王林艳,胡刚. 弹性体. 2011(06)
[8]有机粘土/NBR纳米复合材料的微观结构与性能[J]. 王林艳,张涛,胡刚,谭英杰,梁玉蓉. 橡胶工业. 2011(11)
[9]碳纳米管/橡胶复合材料的研究进展[J]. 许图远,王松,卢咏来,王文才. 合成橡胶工业. 2011(06)
[10]蒙脱土有机插层改性及其插层性能[J]. 廖丽丽,徐意,吕维忠,罗仲宽,刘波,张启龙,杨辉. 广东化工. 2011(10)
博士论文
[1]层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料制备机理及工业化技术研究[D]. 王益庆.北京化工大学 2005
[2]高气体阻隔性能弹性体的制备及有机粘土/橡胶纳米复合材料微观结构的后工艺响应[D]. 梁玉蓉.北京化工大学 2005
本文编号：3522983
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