POSS插層累托石-橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及性能的研究.pdf

1、以異丁胺基多面齊聚倍半硅氧烷（Aminopropyllsobutyl POSS,簡稱POSS-NH2）作為插層劑，采用溶液法對累托石（Rectorite，REC）進行有機改性制備POSS插層累托石（POSS-REC）。通過對 POSS-REC元素分析考察了工藝條件對累托石有機改性的影響，采用紅外光譜（FTIR）、X射線衍射(XRD)、熱重分析（TG）對 POSS-REC進行了表征。分別選用與POSS-REC具有不同親和性的三元乙丙橡膠（

2、EPDM）、天然橡膠（NR）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）作為基體，采用機械共混法制備 POSS插層累托石/三元乙丙橡膠（POSS-REC/EPDM）復(fù)合材料、POSS插層累托石/天然橡膠（POSS-REC/NR）復(fù)合材料和 POSS插層累托石/乙烯醋酸乙烯酯（POSS-REC/EVA）復(fù)合材料。采用X射線衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、熱重分析儀(TGA)、萬能拉伸試驗機，分別對三種復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)

3、、力學(xué)性能和熱學(xué)性能進行了研究，采用流變儀研究了 POSS-REC與橡膠共混物的流變特性，以期對高性能POSS改性粘土/橡膠復(fù)合材料的制備提供理論指導(dǎo)。以上研究表明：
　?。?）采用溶液插層法制備 POSS-REC最佳工藝條件為：POSS與REC原料配比（摩爾比）為2.5:1，鹽酸與POSS-NH2配比（摩爾比）為1.5:1，制漿濃度為5％，攪拌反應(yīng)時間為24 h。改性后累托石的層間距由2.25 nm增大至4.5 nm，POSS-

4、REC熱分解溫度達400℃左右；
　?。?）XRD和 TEM表明，POSS-REC/EPDM復(fù)合材料、POSS-REC/NR復(fù)合材料和 POSS-REC/EVA復(fù)合材料分別形成插層型、插層-剝離型和剝離型的微觀結(jié)構(gòu)。力學(xué)性能測試表明，POSS-REC/EPDM復(fù)合材料、POSS-REC/NR復(fù)合材料和POSS-REC/EVA復(fù)合材料的拉伸強度較純硫化橡膠分別提高了245.5%、191.7%和233.7%，斷裂伸長率分別提高了113

5、.3%、82.2%和113.2%。熱學(xué)性能測試表明，POSS-REC/EPDM復(fù)合材料、POSS-REC/NR復(fù)合材料和 POSS-REC/EVA復(fù)合材料的熱分解溫度較純硫化橡膠分別提高了7.7℃、5.9℃和27.1℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度基本不變；
　?。?）流變性能測試表明，在相應(yīng)的測試溫度下，橡膠及其與POSS-REC共混物是典型的假塑型流體。添加 POSS-REC使 EPDM和 NR體系復(fù)數(shù)粘度和模量均有所下降，EVA體系復(fù)數(shù)粘