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氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料制备与性能的研究

专 业: 材料学
关键词: 氯化丁基橡胶 蒙脱土 纳米复合材料 机械混炼插层法
分类号: TQ33  TB383
形 态: 共 72 页 约 47,160 个字 约 2.256 M内容
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内容摘要


该论文研究了氯化丁基橡胶/蒙脱土插层纳米复合材料的制备、结构与性能;提出了通过橡胶硫化体系中的组分与蒙脱土之间产生相互作用来改善无机片层与橡胶大分子链相互结合的方法。

该方法的特点是,橡胶硫化剂在和橡胶大分子链上不饱和双键产生化学交联的同时又实现了对蒙脱土的插层。

从而起到了连接橡胶大分子和蒙脱土片层的桥梁作用。

加强了有机-无机界面结合,实现了蒙脱土在橡胶基体中的纳米级分散与复合,为制备性能优良的橡胶/蒙脱土纳米复合材料提供了一条新的思路。

利用机械混炼插层法,分别用四种层间含有不同基团的蒙脱土MMT、AMMT、EMMT、HMMT,采用叔丁基酚醛树脂硫化体系,制备了氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料。

X-射线衍射XRD表明,四种蒙脱土的层间距分别有不同程度的扩大;动态粘弹性能DMA测试发现,由于蒙脱土与橡胶大分子之间的相互作用,使得橡胶大分子链的运动受到了限制,体系的玻璃化转变温度Tg提高;物理机械性能测试表明,四种蒙脱土对氯化丁基橡胶有不同程度的补强作用和较好的耐老化作用,其中CIIR/HMMT体系的效果最明显。

橡胶加工分析仪RRA发现,改性蒙脱土对氯化丁基橡胶加工性能有所改善。

对四种CIIR/蒙脱土体系插层行为的研究,发现叔丁基酚醛树脂分子和蒙脱土层间基团之间的良好相互作用,是制备高性能氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料的关键。

为了更有利于叔丁基酚醛树脂分子对蒙脱土插层,我们进一步采用单体原位聚合插层的方法,制备了叔丁基酚醛树脂/HMMT纳米复合材料PMMT,红外FTIR分析表明蒙脱土片层间已经接入了叔丁基酚醛树脂分子;X-射线衍射XRD分析表明蒙脱土层间距被进一步扩大。

将这种复合材料作为一种硫化补强材料,直接用机械混炼法制备了氯化丁基橡胶/叔丁基酚醛树脂改性蒙脱土纳米复合材料。

这种纳米复合材料各项力学性能均优于该论文中的其它氯化丁基橡胶/蒙脱土体系。

X-射线衍射XRD和透射电镜TEM表明:

体系中改性蒙脱土的片层间距进一步扩大;并在橡胶基体中以纳米级分散;随着叔丁基酚醛树脂改性蒙脱土PMMT的加入量增大,体系的交联密度增大;DMA分析表明,CIIR/PMMT体系的玻璃化转变温度Tg提高,且高于其它氯化丁基橡胶/蒙脱土体系;物理机械性能测试表明CIIR/PMMT体系强度有了大幅度提高,并有良好的耐老化性能,且效果均较其它体系好;RPA分析表明,CIIR/PMMT体系的加工性能明显较其它氯化丁基橡胶/蒙脱土体系好,且该体系的损耗因子tanδ相对最小,分子间的摩擦阻力减小……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1氯化丁基橡胶
1.1.1氯化丁基橡胶CIIR的发展历史
1.1.2氯化丁基橡胶的性能
1.3.3氯化丁基橡胶配合体系
1.3.4氯化丁基橡胶的应用
1.2聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料
1.2.1聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备
1.2.2聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的理论研究进展
1.2.3聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的表征技术
1.3橡胶/蒙脱土纳米复合材料
1.3.1蒙脱土的结构特点
1.3.2蒙脱土的有机改性
1.3.3橡胶/蒙脱土纳米复合材料的制备方法
1.3.4橡胶/蒙脱土纳米复合材料的性能
1.4选题的目的意义、研究的主要内容与创新之处
第二章 机械混炼法制备氯化丁基橡胶/蒙脱土纳米复合材料的研究
2.1实验部分
2.1.1主要原料
2.1.2基本配方
2.1.3混炼及硫化工艺
2.1.4分析与测试
2.2结果与讨论
2.2.1改性蒙脱土的X射线衍射分析
2.2.2氯化丁基橡胶/蒙脱土复合体系的力学性能研究
2.2.3氯化丁基橡胶/蒙脱土复合体系的X射线衍射分析
2.2.4氯化丁基橡胶/蒙脱土复合体系的表观交联密度
2.2.5氯化丁基橡胶/蒙脱土复合体系的动态性能研究
2.2.6氯化丁基橡胶/蒙脱土复合体系的加工性能
2.2.7 2402树脂对氯化丁基橡胶/蒙脱土作用机理的研究
2.3本章小结
第三章 原位聚合法制备叔丁基酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的研究
3.1实验部分
3.1.1主要原料
3.1.2基本配方
3.1.3制备方法
3.1.4测试分析
3.2结果与讨论
3.2.1 2402树脂/HMMT纳米复合材料的红外光谱分析
3.2.2聚合条件对2402树脂/HMMT复合材料中蒙脱土插层效果的影响
3.2.3 2402树脂/HMMT复合材料中2402树脂分子量的测定
3.2.4原位聚合法制备2402树脂/HMMT复合材料的插层机理研究
3.3本章小结
第四章 氯化丁基橡胶/2402树脂改性蒙脱土纳米复合材料的制备与性能
4.1实验部分
4.1.1主要原材料
4.1.2基本配方
4.1.3混炼及硫化工艺
4.1.4分析与测试
4.2结果与讨论
4.2.1氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料X射线衍射分析
4.2.2氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料力学性能分析
4.2.3氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料的表观交联密度
4.2.4氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料的动态力学性能研究研究
4.2.5氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料的加工性能分析
4.2.6氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料的扫描电镜分析
4.2.7氯化丁基橡胶/改性蒙脱土复合材料透射电镜分析
4.3本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > TQ33 > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业
其他分类: > TB383 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料

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