凝聚共沉法改性高嶺石-NR復合材料的制備、結構與性能研究.pdf

1、本論文研究了天然橡膠(NR)/改性高嶺石(MKL)復合材料的性能及其微觀結構。 采用機械混煉法制備了塊狀NR/未改性KL復合材料NR/KL，隨著高嶺石用量的增加，二者混煉困難，其硫化膠的力學性能較差。SEM分析表明NR與KL粒子相容性不好，KL以粒徑較大的團粒存在與NR基體中，二者發(fā)生相分離。用LAK/KOH協同改性高嶺石，以凝聚共沉法制備改性高嶺石填充型天然橡膠復合材料C(NR/MKL)。研究了改性劑濃度、溫度、高嶺石用量等因

2、素對硫化膠力學性能的影響，結果表明，C(NR/MKL)硫化膠的力學性能較NR/KL硫化膠有較大提高，MKL對NR起到了良好的補強作用。用SEM電鏡對硫化膠的拉伸斷面進行分析，發(fā)現改性后高嶺石粒子細化，且與NR基體的相容性增加，二者結合緊密，故所得的硫化膠性能較好 用LAK/KOH/稀土化合物(RE)協同改性高嶺石，用凝聚共沉法制備了稀土摻雜型C(NR/MKL-RE)復合材料。研究了稀土種類及用量、高嶺石用量等因素對硫化膠力學性能

3、的影響。結果表明，C(NR/MKL-RE)硫化膠具有優(yōu)異的力學性能，尤其300％定伸應力和拉伸強度有大幅度的提高，硫化膠的力學性能在RE用量為0.75～3.0phr的范圍內能達最佳值，超過炭黑膠和粘土/NR納米復合材料的力學性能。以掃描電鏡(SEM)對)硫化膠拉伸斷面進行分析，發(fā)現高嶺石以表面覆蓋了一層完整的橡膠薄膜的片狀物存在。在拉伸過程中，裂縫并非在改性高嶺石粒子的表面通過，而是在改性高嶺石粒子外的NR基體中通過，從而留下了一層NR

4、薄膜。這種斷裂方式需打斷NR分子鏈的碳-碳鍵，消耗的能量更多，從而提高了硫化膠的力學性能。此外，還利用DSC、DMA等現代測試手段對硫化膠進行了測試和表征，結果發(fā)現C(NR/MKL-RE)硫化膠中NR分子鏈具有兩種不同的聚集態(tài)結構。 以NR膠乳和硅溶膠為原料，用溶膠-凝膠法制備了C(NR/ASC)復合材料。研究了復合材料的結構與性能，根據SEM、DMA、DSC的測試分析結果建立了C(NR/ASC)復合材料的結構模型和C(NR/M