特種橡膠-有機蒙脫土納米復合材料的結構與性能研究.pdf

1、本課題采用實驗室自制的有機蒙脫土，通過機械混煉插層法制備了多種特種橡膠/有機蒙脫土納米復合材料。采用透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)研究了納米復合材料的結構，研究了蒙脫土含量對納米復合材料的力學性能、熱穩(wěn)定性能、耐油性能等的影響。采用動態(tài)熱機械分析儀(DMTA)研究了復合材料的動態(tài)力學性能。 透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀結果顯示：氟橡膠/有機蒙脫土納米復合材料為插層型納米復合材料，氫化丁腈橡膠/有機蒙脫

2、土納米復合材料為剝離型納米復合材料，氯磺化聚乙烯/有機蒙脫土納米復合材料為剝離型和插層型共存的納米復合材料，蒙脫土片層均勻的分布在橡膠基體中，統(tǒng)計表明片層的平均厚度約為10nm，最大的聚集體的片層厚度達到40nm，推斷有一小部分片層剝離成單晶層的形式，厚度為1nm。 力學性能結果顯示，有機蒙脫土具有極高的長徑比以及其在橡膠中的精細分散結構使得特種橡膠/有機蒙脫土納米復合材料具有優(yōu)異的力學性能。橡膠/蒙脫土納米.復合材料的硬度、拉

3、伸強度和拉斷伸長率遠高于碳黑填充體系。在蒙脫土含量較低時，復合材料的力學性能隨蒙脫土含量的增加而增大。 研究了特種橡膠/有機蒙脫土納米復合材料的熱穩(wěn)定性、耐油性能和老化性能。結果顯示，由于蒙脫土片層具有優(yōu)異的氣體阻隔性能，該類橡膠/蒙脫土納米復合材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和耐油性能。老化后由于復合材料的交聯(lián)網(wǎng)絡更加均勻，納米復合材料的拉伸強度、定伸應力均有較大的提高。 蒙脫土在小用量下可以提高特種橡膠/有機蒙脫土納米復合材料

4、的耐磨耗性能，用量增加到一定值時，由于蒙脫土聚集體的形成而導致應力集中，對復合材料的磨耗性能產(chǎn)生負面影響。 采用動態(tài)熱機械分析儀(DMTA)研究橡膠/蒙脫土納米復合材料的動態(tài)力學性能，結果顯示：與其它填料相比，具有較高長徑比的蒙脫土對橡膠大分子鏈有更強的限制作用，因此橡膠/蒙脫土納米復合材料具有優(yōu)異的動態(tài)力學性能，納米復合材料在保持原有抗?jié)窕阅艿耐瑫r具有更小的滾動阻力。 油封干磨試驗結果顯示，蒙脫土的加入使得氟橡膠、氫