埃洛石纳米管接枝橡胶防老剂的制备与性能研究
发布时间：2022-01-06 06:46
橡胶制品在当今世界使用量大、应用广泛。但在使用过程中,由于受到环境中内外因素的影响会发生橡胶的老化现象造成机械性能降低,严重则影响使用寿命造成隐患。在橡胶加工中,传统配方通常添加小分子防老剂来延缓橡胶的老化,但小分子防老剂使用不当容易在橡胶表面形成“喷霜”现象,影响橡胶制品外观,使防老剂提前失效以无法起到防老作用。天然一维无机纳米管——埃洛石纳米管是一种自然界中天然的纳米粘土材料,埃洛石内外表面均具有活泼羟基结构,由于其特殊的结构易进行改性和功能化,成为研究热点。本论文采取了将防老剂与表面活泼羟基进行化学接枝,使埃洛石纳米管具有防老功能化的路线,制备了新型埃洛石纳米管接枝防老剂产物。具体内容如下:（1）采用化学接枝的方法研究了埃洛石纳米管表面接枝防老剂中间体的反应路线,制备了一种新型埃洛石纳米管接枝防老剂产物（HNTs-M）,并探究了最适宜的反应条件。在最适条件下,通过TGA热分析测试接枝防老剂最高接枝率可以达到2%左右。（2）将埃洛石纳米管表面进行改性方法处理埃洛石后再进行接枝反应,由于改性活化后埃洛石表面有着更多羟基活性基团位点,可以有效进一步提高接枝率。纳米管经过60℃短时酸处理...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１酮胺类防老剂结构??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｋｅｔｏｎｅ－ａｍｉｎｅ?ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ??
与硅烷偶联剂ＫＨ－５６０?（Ａ－１８７）??连接下与ＲＴ培司（防老剂ＰＰＤＡ）进行反应，合成了含防老基团官能化的Ｓｉ０２??（ＲＴ－Ｓｉ０２）。研宄表明，在ＳＢＲ中使用抗氧化剂官能化的Ｓｉ０２是提高橡胶的机械性??能和稳定性的有效方法，相比使用小分子防老剂的传统配方橡胶，还能有效控制防老??剂的喷出现象。Ｇｕｏ等研究原理类似，而采用的是介孔Ｓｉ０２?（ＭＳ）材料进行了接??枝研究。??／＝＼?／＝＼??＾＾＾＾－０－＾Ｓｉ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２〇ＣＨ２ＣＨＣＨ２—ＮＨ—《＾》??图１－６?ＲＴ－Ｓｉ０２的结构式??Ｆｉｇ．１－６?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＲＴ－Ｓｉ〇２??在其他无机填料接枝方面，Ｂａｈａｒｖａｎｄ等［７４］将防老剂４０１０ＮＡ与无机填料粘土结??合，生成了一种含防老基团的有机改性粘土，研宄了改性粘土和普通防老剂４０１０ＮＡ??对ＳＢＲ复合材料力学和流变性能的影响，随着有机粘土的引入，ＳＢＲ化合物的焦烧??时间和固化时间减少。通过掺入有机粘土，ＳＢＲ复合材料的机械性能和耐热老化性也??得到了改善。１＾１３等［７５］合成了一种官能化的ＺｎＯ?（ＤＢＨＰ－ＺｎＯ）纳米颗粒。通过引入??无机ＺｎＯ纳米颗粒可以大大提高所制备的复合抗氧化剂的热稳定性，有更好的抗氧化??性能。无机填料比如蒙脱土［７６］、碳纳米管［７７］等填料接枝也均有研究涉及。??１．５埃洛石纳米管概述??１．５．１埃洛石纳米管的基本结构与特性??埃洛石纳米管（Ｈａｌｌｏｙｓｉｔｅ?Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，简称ＨＮＴｓ）最早由比利时的Ｏｍａｌｉｕｓ?Ｈａｌｌｏｙ??在１８２６年被发现并逐渐受到关注，是一种天然存在的具有纳米管结构
，既可以为不同种类的小分子提供负载空间，管表面??又存在极性－０Ｈ结构易进行表面修饰改性或引入功能化基团。相较于碳纳米管、氮化??硼等其他种类纳米管，由于其安全无毒，经济性高，生物相容性好等特点，在生物医??药缓释、纳米复合材料制备、合成催化剂载体等领域，都有着广泛的应用［８？８２］。??ｇＳ?０??§Ｅ＊＾ｍａｉ?Ｒｉｉｏｘａｍ?（Ｓｓ－Ｏ－Ｓ）?ｓｕｒｆａｃｅ??ｆｉＳ?、◎猶、務Ｙ?Ｚ??＃?ＯＨＭｄｃ＆ｃｌＪＫＴｓｆｅｃｉｗｗｉＪｆｅｒｓＪｊｃｔＳｓ?，／?￡??图１－７埃洛石纳米管结构［８３，８４Ｉ??Ｆｉｇ．１－７?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＮＴｓ??１．５．２埃洛石纳米管在橡胶复合材料中的应用??埃洛石纳米管作为一种性能优良的一维无机纳米管，在弹性体及橡胶复合材料的??制备研宄中己有大量研宄报道，主要作增强橡胶基复合材料中的无机填料，作为纳米??容器对橡胶助剂起到负载缓释作用，提高橡胶复合材料阻燃性能等用途。??埃洛石纳米管作为无机填料时，可以单独使用或与其他补强剂并用在橡胶中发挥??作用。Ｒ〇〇ｊ［８５］，贾志欣等［８６］研宄了?ＨＮＴｓ／ＮＲ复合材料的制备及其性能。随着天然橡??胶中ＨＮＴｓ的加入，ＨＮＴｓ在天然橡胶基体中形成纳米级分散，有着良好的取向和界??面，能够阻碍橡胶在受到应力时裂纹的进一步发展。继续加入会产生填料聚集应力集??中，反而强度降低。ＨＮＴｓ作为无机填料加入６份时出现应力最大值，性能最好。刘??丽等［８７］则采用白炭黑与ＨＮＴｓ作为无机填料，研宄了?ＮＲ／ＨＮＴｓ／白炭黑复合材料性能。??单一白炭黑补强性能不佳，而微观结构分析表明，与ＨＮＴｓ的协同补强作用可以使
本文编号：3571955
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１酮胺类防老剂结构??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｋｅｔｏｎｅ－ａｍｉｎｅ?ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ??
与硅烷偶联剂ＫＨ－５６０?（Ａ－１８７）??连接下与ＲＴ培司（防老剂ＰＰＤＡ）进行反应，合成了含防老基团官能化的Ｓｉ０２??（ＲＴ－Ｓｉ０２）。研宄表明，在ＳＢＲ中使用抗氧化剂官能化的Ｓｉ０２是提高橡胶的机械性??能和稳定性的有效方法，相比使用小分子防老剂的传统配方橡胶，还能有效控制防老??剂的喷出现象。Ｇｕｏ等研究原理类似，而采用的是介孔Ｓｉ０２?（ＭＳ）材料进行了接??枝研究。??／＝＼?／＝＼??＾＾＾＾－０－＾Ｓｉ－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２〇ＣＨ２ＣＨＣＨ２—ＮＨ—《＾》??图１－６?ＲＴ－Ｓｉ０２的结构式??Ｆｉｇ．１－６?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＲＴ－Ｓｉ〇２??在其他无机填料接枝方面，Ｂａｈａｒｖａｎｄ等［７４］将防老剂４０１０ＮＡ与无机填料粘土结??合，生成了一种含防老基团的有机改性粘土，研宄了改性粘土和普通防老剂４０１０ＮＡ??对ＳＢＲ复合材料力学和流变性能的影响，随着有机粘土的引入，ＳＢＲ化合物的焦烧??时间和固化时间减少。通过掺入有机粘土，ＳＢＲ复合材料的机械性能和耐热老化性也??得到了改善。１＾１３等［７５］合成了一种官能化的ＺｎＯ?（ＤＢＨＰ－ＺｎＯ）纳米颗粒。通过引入??无机ＺｎＯ纳米颗粒可以大大提高所制备的复合抗氧化剂的热稳定性，有更好的抗氧化??性能。无机填料比如蒙脱土［７６］、碳纳米管［７７］等填料接枝也均有研究涉及。??１．５埃洛石纳米管概述??１．５．１埃洛石纳米管的基本结构与特性??埃洛石纳米管（Ｈａｌｌｏｙｓｉｔｅ?Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ，简称ＨＮＴｓ）最早由比利时的Ｏｍａｌｉｕｓ?Ｈａｌｌｏｙ??在１８２６年被发现并逐渐受到关注，是一种天然存在的具有纳米管结构
，既可以为不同种类的小分子提供负载空间，管表面??又存在极性－０Ｈ结构易进行表面修饰改性或引入功能化基团。相较于碳纳米管、氮化??硼等其他种类纳米管，由于其安全无毒，经济性高，生物相容性好等特点，在生物医??药缓释、纳米复合材料制备、合成催化剂载体等领域，都有着广泛的应用［８？８２］。??ｇＳ?０??§Ｅ＊＾ｍａｉ?Ｒｉｉｏｘａｍ?（Ｓｓ－Ｏ－Ｓ）?ｓｕｒｆａｃｅ??ｆｉＳ?、◎猶、務Ｙ?Ｚ??＃?ＯＨＭｄｃ＆ｃｌＪＫＴｓｆｅｃｉｗｗｉＪｆｅｒｓＪｊｃｔＳｓ?，／?￡??图１－７埃洛石纳米管结构［８３，８４Ｉ??Ｆｉｇ．１－７?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＨＮＴｓ??１．５．２埃洛石纳米管在橡胶复合材料中的应用??埃洛石纳米管作为一种性能优良的一维无机纳米管，在弹性体及橡胶复合材料的??制备研宄中己有大量研宄报道，主要作增强橡胶基复合材料中的无机填料，作为纳米??容器对橡胶助剂起到负载缓释作用，提高橡胶复合材料阻燃性能等用途。??埃洛石纳米管作为无机填料时，可以单独使用或与其他补强剂并用在橡胶中发挥??作用。Ｒ〇〇ｊ［８５］，贾志欣等［８６］研宄了?ＨＮＴｓ／ＮＲ复合材料的制备及其性能。随着天然橡??胶中ＨＮＴｓ的加入，ＨＮＴｓ在天然橡胶基体中形成纳米级分散，有着良好的取向和界??面，能够阻碍橡胶在受到应力时裂纹的进一步发展。继续加入会产生填料聚集应力集??中，反而强度降低。ＨＮＴｓ作为无机填料加入６份时出现应力最大值，性能最好。刘??丽等［８７］则采用白炭黑与ＨＮＴｓ作为无机填料，研宄了?ＮＲ／ＨＮＴｓ／白炭黑复合材料性能。??单一白炭黑补强性能不佳，而微观结构分析表明，与ＨＮＴｓ的协同补强作用可以使
本文编号：3571955
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