凹凸棒土_丁腈橡胶纳米复合材料性能研究.pdf

2011年第4期中国非金属矿工业导刊总第91期

【试验研究】

凹凸棒土/丁腈橡胶纳米复合材料性能研究

尹慧，强颖怀，陈辉
（中国矿业大学材料科学与工程学院，江苏徐州221116）

【摘要】本文通过机械共混法制备了凹凸棒土/丁腈橡胶(NBR/AT)纳米复合材料，并对其加工性能、力学性能、耐
油性能和热老化性能进行了研究。结果表明，随着凹凸棒土(简写为AT)量的增加复合材料大部分力学性能都有所提高。通过
这些性能的比较可以看出AT具有很好的补强作用。通过扫描电镜(SEM)观察，证实AT能够均匀分散在丁腈橡胶基体中。
【关键词】凹凸棒土；丁腈橡胶；纳米复合材料；性能
【中图分类号】TQ333.7;TD985【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2011)04-0024-04

StudyonPreparationandPropertiesofNBR/ATNanocomposites
YINHui,QIANGYing-huai,CHENHui

(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221116,China)

Abstract:ThispaperpreparedNBR/ATnanocompositesbymechanicalblendingmethodanditsprocessingproperties,me-
chanicalproperties,oilresistantperformanceandthermalagingpropertieshavebeenstudied.Throughthecomparisonofthese
properties,itcanbeseenthatthereinforcementofATisverygood.UsingScanningElectronMicroscopy(SEM)observation
confirmedthattheclayinNBRmatrixwasequablydispersed.
Keywords:AT;NBR;nanocomposites;properties

1引言表1试验用主要原料
本研究所用凹凸棒土主要由短纤维状坡缕石组原料牌号及特性生产厂家
凹凸棒土(AT)1250目江苏盱眙
成，其晶体纤细，结构内部多孔道，外表凹凸相间，丁腈橡胶N-41中国石油兰州石化公司
具有很大的内外比表面积，水分子以及一定尺寸范围氧化锌(ZnO)化学纯苏州宏太化工有限公司
的有机极性分子能进入其孔道[1-3]。晶体结构上的这硬脂酸(SA)化学纯中国石油兰州石化公司
双-[γ-(三乙氧基硅)丙
化学纯天扬化工有限公司
些特点使它具有良好的吸附、催化、脱色、除臭等特基]-四硫化物(Si69)
性[4]。由于AT来源广泛，价格低廉，故将其通过一定邻苯二甲酸二辛酯(DOP)化学纯常州佳通化学有限公司
的途径制成改性的填充增强剂，制备复合橡胶材料己硫磺(S)化学纯山东鲁岳化工有限公司
成为一个热门课题[5]。
表2试验主要仪器及设备
有关研究表明，AT经过解离后，能够以棒晶—设备名称型号或规格生产厂家
纳米短纤维的方式分散在聚合物基体中，对橡胶基体开放式炼胶机XK-160无锡市第一橡塑机械厂
产生优异的增强效果。王益庆等[6]采用机械共混法制平板硫化机QLB-50D/Q无锡市第一橡塑机械厂
橡胶无转子硫化仪GT-M2000A高铁检测仪器有限公司
备了NBR/AT和CNBR/AT复合材料，经TEM观察门尼粘度试验机GT-7080S2高铁检测仪器有限公司
表明，绝大部分AT在两种橡胶基体中都己经达到了高低温拉力试验机GT-AI-7000-GD高铁检测仪器有限公司
纳米级分散。偶联剂Si69处理NBR/AT复合材料取橡胶硬度计LX-A江都试验机械厂
电热鼓风干燥箱SL101FX-1上海树立仪器有限公司
得了良好的增强效果，复合材料性能达到了N330炭扫描电镜S-3000NHITACHI
黑的增强水平。本文主要研究AT的加入量对复合材
料综合性能的影响。2.2试验配方与试样制备
2试验配方(质量份)：NBR，100；氧化锌(ZnO)，5.0；
2.1试验原料及仪器硬脂酸(SA)，2.0；促DM，1.0；促TT，0.5；防
本试验用主要原料见表1，主要仪器及设备见4010NA，2.0；邻苯二甲酸二辛酯(DOP)，10；AT

表2。【基金项目】中国矿业大学科技专项基金(ZK0005)。

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尹慧等：凹凸棒土/丁腈橡胶纳米复合材料性能研究

变量。一系列化学反应，由线性结构交联变成三维立体网状
采用机械共混法制备NBR/AT纳米复合材料。结构，重新获得宝贵的高弹