海泡石族礦物纖維-丁苯橡膠納米復合材料的制備與性能.pdf

1、　　炭黑是橡膠工業(yè)用量最大的填料,炭黑的生產(chǎn)以石油、天燃氣等資源為原料。其生產(chǎn)成本高,并伴有大量的氣體污染物CO、SO2、NOx以及炭黑等粉塵的排放,且價格還會隨著原油價格的攀升不斷上漲。海泡石族礦物是來源廣泛、成本低廉的一維納米材料,通過表面改性可望實現(xiàn)對橡膠的補強。本課題主要采用海泡石族的凹凸棒土補強丁苯橡膠。
　　本文研究了硅烷偶聯(lián)劑 SG-Si998、KH-560、KH-570、 KH-590 和鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-20

2、1改性凹凸棒土對丁苯橡膠的補強效果。詳細分析了凹凸棒土的改性工藝和橡膠助劑用量對丁苯橡膠補強效果的影響。根據(jù)凹凸棒土晶體結構的變化,初步探索了凹凸棒土對丁苯橡膠的補強機理。
　　凹凸棒土紅外吸收光譜在 1035cm-1處吸收峰的增強,表明偶聯(lián)劑與礦物表面的羥基發(fā)生縮合,生成了Si-O-Si鍵。SG-Si998濕法改性凹凸棒土的粒徑D50由改性前的4.94μm減小到3.20μm。根據(jù)接觸角測試結果,采用Wu式方程和楊氏方程計算凹凸

3、棒土的表面能,發(fā)現(xiàn)SG-Si998改性凹凸棒土的表面能由改性前的75.67mN/m下降到53.47mN/m。從掃描電鏡可以看出SG-Si998濕法改性的凹凸棒土能夠均勻地分散在丁苯橡膠基體中,并與丁苯橡膠形成良好的界面結合。
　　未硫化的復合材料在 2θ=6.87°處出現(xiàn)凹凸棒土(110)晶面的衍射峰,其對應的層間距為1.28 nm,大于未復合時凹凸棒土(110)晶面的層間距1.05 nm。說明橡膠分子鏈插層到凹凸棒土片層之間,