不同径厚比高岭石的提取及其在橡胶中的应用

发布时间：2017-08-14 00:07

  本文关键词：不同径厚比高岭石的提取及其在橡胶中的应用

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【摘要】：本文基于不同径厚比高岭石的结晶度与结构缺陷存在着差异,对张家口高岭石进行提取,得到不同径厚比的高岭石悬浮液,改性后制备高岭石增强性粉体填料,替代炭黑,改善丁苯橡胶复合材料的性能。在自由沉降法提取实验中发现,随着高岭石粒径的增加,颗粒层间的结构缺陷逐渐增加,其径厚比和有序度都逐渐降低。四组样品的径厚比分别是5.0、3.6、2.5和0.6,亨克利指数HI从1.194降到1.134,R2指标从1.154降到1.117。同时红外光谱吸收峰强度的降低,拉曼光谱出现的裂峰,核磁共振光谱中平衡Si原子的减少和非平衡的Al原子的增加等现象,都印证了高岭石结构缺陷的变化。随着高岭石粒径的增加,橡胶复合材料的交联密度、机械力学性能以及热稳定性均逐渐降低。其交联密度从267.43mol/m3降到180.72mol/m3,平均分子量相应的由3421.39g/mol增加到5063.17g/mol。但是较纯丁苯橡胶相比,复合材料的拉伸性能、撕裂性能、硬度等各方面均得到很好的改善。分级最细的高岭石/丁苯橡胶复合材料的拉伸强度增加了481.2%,100%和300%定伸强度分别增加了520.4%和889.5%。随着高岭石粒径的增加,高岭石/丁苯橡胶复合材料的平均活化能逐渐降低,热分解残留物明显多孔,热分解残余物的晶体碳也明显减少,由58.23%降至44.41%,复合材料的热稳定性能显著降低。
【关键词】：径厚比 高岭石 提取 橡胶复合材料 性能
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD985;TQ330.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 引言9-21
• 1.1 高岭石概述9-13
• 1.1.1 高岭石的结构9-10
• 1.1.2 高岭石的特性10-12
• 1.1.3 高岭石的用途12-13
• 1.2 高岭石径厚比测试方法13-14
• 1.3 高岭石改性方法14-17
• 1.3.1 煅烧法改性14-15
• 1.3.2 硅烷偶联剂改性15-17
• 1.3.3 其他方法改性17
• 1.4 高岭石/橡胶复合材料研究现状17-18
• 1.5 选题目的及意义18
• 1.6 研究内容18-21
• 2 不同径厚比高岭石的提取与表征21-37
• 2.1 实验部分21-23
• 2.1.1 实验药剂及仪器21
• 2.1.2 测试设备21-22
• 2.1.3 不同径厚比高岭石的提取过程22-23
• 2.2 实验结果与讨论23-35
• 2.2.1 粒度分析23-24
• 2.2.2 扫描电镜分析24-26
• 2.2.3 X射线衍射分析26-29
• 2.2.4 红外光谱分析29-31
• 2.2.5 拉曼光谱分析31-33
• 2.2.6 核磁共振光谱分析33-35
• 2.3 本章小结35-37
• 3 不同径厚比高岭石/丁苯橡胶复合材料的性能研究37-71
• 3.1 实验部分37-41
• 3.1.1 原材料、仪器及测试设备37-38
• 3.1.2 不同径厚比高岭石的改性过程38
• 3.1.3 橡胶配方38-39
• 3.1.4 复合材料制备39
• 3.1.5 硫化性能测试39-41
• 3.1.6 交联密度测试41
• 3.2 实验原理41-44
• 3.2.1 硫化过程41-42
• 3.2.2 交联密度原理42-43
• 3.2.3 热分解动力学参数计算方法43-44
• 3.3 实验结果与讨论44-69
• 3.3.1 复合材料的硫化性能分析44-46
• 3.3.2 复合材料的交联密度与微观结构分析46-50
• 3.3.3 复合材料的静态力学分析50-57
• 3.3.4 复合材料的热稳定性能分析57-69
• 3.4 本章小结69-71
• 4 结论与创新点71-73
• 参考文献73-83
• 作者简历83-85
• 学位论文数据集85

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本文编号：669701