改性粘土对天然橡胶复合材料的结构和性能影响.pdf

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嚣耋耄翟霪茎雾譬柔篓菩勰改性粘土对天然橡胶复合材料的结构和性能影响科学沈鑫远，李祖明，华建坤，李保卫，曾涛o前言Modified江PerformanceNanocomposites第29卷第1期西JIANGXIEffectofClayStructureandNaturalRubbermethodagiIlgmodifiedstrength，moduluswords：ModifiedRubber，Nanocomposites，Structure，Mechanical天然橡胶本身具有独特的综合性能，其湿凝产需要。在天然橡胶中加入纳米粘土、纳米炭黑、胶强度高，比较容易硫化，通过合成得到的成品具纳米白炭黑、纳米碳酸钙、纳米氧化锌、碳纳米管、有弹性好，强度高，伸长率大和蠕变稳定等特点。纳米晶纤维素、纳米二氧化钛，使其通过一些改性2011年2月SCIENCE文章编号：1001—3679(2011)01—0062一04(国家橡胶及乳胶制品质量监督检验中心，云南景洪666100)摘要：采用机械共混原位插层法制备粘土／天然橡胶纳米复合材料。通过改变改性粘土的含量，采用扫描电镜SEM等各种手段表征了材料的微观结构，并测定其力学性能和热空气老化性能。结果表明，SEM分析得出，添加了改性粘土后，橡胶基体与改性粘土的结合更紧密；物理机械性能测试表明，粘土含量迭10％时，复合材料的拉断强度、撕裂强度、300％定伸应力和邵尔A硬度等力学性能大幅度提高，具有较高的热稳定性和良好抗热空气老化性。关键词：改性粘土；天然橡胶；纳米复合材料；结构；力学性能中图分类号：TQ332文献标识码：AJian—kun，LI(NationalQuMityPRC)rubbermechanical300％and收稿日期：201l—Ol—17；修订日期：201l一02一15作者简介：沈鑫远(1984一)，男，湖南人，硕士，主要从事于橡胶材料的研究。基金项目：国家橡胶及乳胶制品质量监督检验中心重点试验项目。V01．29No．1Feb．2011onSHENXin—yuan。LIZu—ming，HUABao—wei，ZENGTaoJinghongAbstract：Clay／naturalpreparedbymixingintercalationmethod．Throughchangeclay，usedscanningelectronmicroscopeSEMeachattributethematerialmicroscopicstructure，testitspropertieshotairformanee．Theresultindicated，SEMobtainresult，afterincreasedclay，thesubstrateclay§unionwillmakecloser，thephysicalpropertyindi—eatedthatwheninclayis10％，andtensilestrength，tearShoreAhardness，increasedsignificantly．Ithasrelativelyhighthermo—stabilitygoodheat—resistantoldchemicalproperty．Keyclay，NaturalLatexProductsSupervisionInspectionCenter，Yunnan666100per-contentSOtoatestat
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实验部分结果与讨论第l期沈鑫远等：改性粘土对天然橡胶复合材料的结构和性能影响后，天然橡胶具有了实际运用中所要求的综合性能，拓宽了它的应用领域¨J’。利用特殊结构和良好性质的硅酸盐粘土制备综合性能好的硅酸盐纳米复合材料已是当今材料科学领域的主要研究方向之一。目前对天然橡胶进行改性的纳米粘土应用最多的是蒙脱土。王小萍等采用固相法改性蒙脱土，提出机械共混原位插层法制备天然橡胶蒙脱土纳米复合材料。获得具有高的机械强度、好的热稳定性和加工性能的橡胶／蒙脱土纳米复合材料【3．4】。HJeon【51等通过(CAB)对蒙脱土进行有机化改性，采用混炼法得到纳米复合材料。在橡胶中引入纳米粘土可以显著提高材料的力学性能、耐热性能、抗氧化性能和阻燃性能等【6】。制备粘土／天然橡胶纳米复合材料主要方法有熔体插层、溶液插层、乳液插层等方法。研究表明，采用纳米粘土改性后的复合材料拉断强度、扯断伸长率、300％定伸应力、硬度等力学性能得到明显的改善，天然橡胶的综合性能具有较明显的改善作用¨．8本研究采用机械共混原位插层法方法，从红粘土中制备纳米粘土粒子，研究改性粘土对天然橡胶纳米复合材料的力学性能及老化性能和表面结构形貌的影响。11．1主要原料天然胶：西双版纳州农场标准胶；改性