納米纖維礦物對(duì)復(fù)合橡膠性能的影響及機(jī)理的研究.pdf

1、本文利用綠色環(huán)保的天然納米纖維礦物凹凸棒石(AT)為原料，通過偶聯(lián)劑的表面改性制成橡膠的補(bǔ)強(qiáng)填料，并以順丁橡膠(BR)為基體，制備了改性凹凸棒石/順丁橡膠復(fù)合材料。重點(diǎn)以硅烷偶聯(lián)劑Si-998為例對(duì)凹凸棒石的改性機(jī)理及對(duì)復(fù)合橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。
　　通過正交實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)合橡膠的加工配方加以優(yōu)化，結(jié)合最優(yōu)配方，研究了凹凸棒石添加量對(duì)復(fù)合橡膠力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)添加量為60phr時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值8.9 MPa，提

2、高了4.84倍。選取了不同偶聯(lián)劑來改性凹凸棒石并填充順丁橡膠，通過對(duì)復(fù)合橡膠的力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比得出，硅烷偶聯(lián)劑Si-998效果最好，當(dāng)用量為3％時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值11.37MPa，比未改性的凹凸棒石提高了27.8%。
　　探究硅烷偶聯(lián)劑Si-998改性凹凸棒石的改性效果及機(jī)理。SEM測(cè)試表明，改性后凹凸棒石的分散性得到明顯的改善，形成納米級(jí)材料。FTIR測(cè)試表明，改性后的凹凸棒石表面的羥基與硅烷偶聯(lián)劑縮合生成新的Si-O鍵，二

3、者發(fā)生了化學(xué)鏈接。XRD測(cè)試表明，包覆在凹凸棒石纖維表面的偶聯(lián)劑以及反應(yīng)形成的有機(jī)官能團(tuán)對(duì)凹凸棒石的晶體結(jié)構(gòu)沒有產(chǎn)生明顯的影響。表面能的測(cè)試可以得出：當(dāng)偶聯(lián)劑用量為3%時(shí)，凹凸棒石達(dá)到飽和改性。通過熱重分析，精確計(jì)算出飽和改性時(shí)參與化學(xué)反應(yīng)的硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.12%。建立偶聯(lián)劑物理包覆凹凸棒石的數(shù)學(xué)模型，給出了數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式。
　　系統(tǒng)研究了硅烷偶聯(lián)劑Si-998改性凹凸棒石填充橡膠的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理。通過XRD測(cè)試推測(cè)出在凹凸棒石