nbr蒙脫土納米復(fù)合材料制備及性能研究

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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文NBR/蒙脫土納米復(fù)合材料制備及性能研究姓名:何薇婧申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:黃玉東20050601墮堡鎏三些查蘭三耋璧老:堡墼圣摘要利用層狀硅酸鹽制備的聚合物納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的綜合性能,已成為當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。本文用十八烷基銨鹽對蒙脫土進(jìn)行有機(jī)化改性,采用IR、TG和XRD等分析手段對修飾后的粘土進(jìn)行表征,結(jié)果表明烷基銨通過離子交換反應(yīng)充分進(jìn)入到蒙脫土層間,在粘土極性得到改善的同時(shí),其層間距從最初的1.24rim增加到2.19rim。研究了納米復(fù)合材料的制備工藝,確定適宜的工藝條件制備分散效果較為優(yōu)

2、異的納米復(fù)合材料。在對材料制備過程中不同階段的研究基礎(chǔ)上,分析了納米復(fù)合材料形成的機(jī)理。選取Y·氨丙基三乙氧基硅烷(H2NCH2CH2CH2Si(OC2Hs)3)y-巰丙基三乙氧基硅烷(HSCH2CH2CH2Si(0C2H5)3),雙一[Y.(三乙氧基硅)丙基】.四硫化物((H5C20)3Si(CH2)3S4(CH2)3Si(OC2H5)3)這三種硅烷偶聯(lián)劑對其進(jìn)行表面修飾,然后加入到聚合物基體中作為增強(qiáng)相粒子。選取丁腈橡膠做為復(fù)合材料的基體聚合物,直接通過熔融共混的方法使丁腈橡膠大分子進(jìn)入單一的有機(jī)化粘土片層間形成插層結(jié)構(gòu)。對所制備的復(fù)合材料進(jìn)行XR

3、D、紅外光譜、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能以及動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能的表征。XRD結(jié)果表明納米復(fù)合材料的硅酸鹽片層結(jié)構(gòu)由聚合物分子鏈插入。其中,經(jīng)過y-巰丙基三乙氧基硅烷(HSCH2CH2CH2si(oc2H5)3)表面處理后的有機(jī)化粘土增強(qiáng)丁腈橡膠納米復(fù)合材料成分的納米復(fù)合材料比傳統(tǒng)的微米復(fù)合材料比未經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理有機(jī)化蒙脫土納米復(fù)合材料的性能更為優(yōu)異,當(dāng)蒙脫土含量達(dá)到7phr時(shí),拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值11.93MPa,高于有機(jī)化處理的蒙脫土的復(fù)合材料17.4%,斷裂伸長率達(dá)到最大值,約520%。并且在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下具有更高的貯存模量值。而DB619偶聯(lián)劑處理有

4、機(jī)化蒙脫土填充丁腈橡膠后,該復(fù)合材料的失重速率從390℃顯著增加到432℃。關(guān)鍵詞丁腈橡膠;有機(jī)化粘土;納米復(fù)合材料:偶聯(lián)荊墮堡堡三些查蘭三蘭矍圭蘭竺簍蘭AbstractPolymernanocompositesbasedonlayeredsilicateshaveattractedgreatinterestfromresearchersbecausetheyexbitedmanyexcellentproperties.Inthisarticle,organophilicmontmorillonite(MMT)waspreparedbysurfacem

5、odificationusingoctadecylammoniumandcharacterizedbyIR,TGandXRD,theresultsrevealedthatalkylammoniBinintercalatedintothegalleriesofMMTthroughionexchange.theinterlayerdistanceofMMTincreasedfrom1.24nmto2.19nmwhileitspolaritywasdecreased.Preparationofnanocompositewasstudied,andthesui

6、tableexperimentconditionswerereached.TheresultsofXRDindicatedthatthenanocompositesbelongtotheexfoliatedones.Oganoclay,preciselyMMTmodifiedwithoctadecylamineandthentreateditssurfaceindividuallybysilanecouplingagents,7-(aminopropyl)triethoxysilane,y-(mercaptopropyl)triethoxysilane

7、andbis一((7-triethoxysilane)proply)tetrasulfur.Thepolymer,Nitrile·ButadieneRubber(NBR)wasmechanicallymixedwithorganophilicclayviameltblendingmethodSOthatthepolymerchainswereintercalatedbetweentheindividualsilicatelayersoftheclay.CompositionsofpreparedhybridsbasedonNBR/Oganoclayor

8、oganoclaytreatedbysilanecouplingagentswereinves

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