纳米蒙脱土_丁苯橡胶复合材料结构及动态力学性能的研究.pdf

梁中华·纳米蒙脱土fT苯橡皎复合材料结掏及动态力学性能的研究

纳米囊脱士／丁苯檬霰覆蓄
研究

梁中华
(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东青岛266042)

■一：利用熔体插层法制备了纳米蒙脱土(Ps插层)／丁苯橡胶复合材料，通过基本性能测试XRD测试、DMA测试和
DSC测试对材料进行了结构的表征和纳米蒙脱土填充量不同时，复合材料的动态力学性能的变化，结果表明：蒙脱土在基
体材料中实现了纳米级分散，并且当填充5份纳米蒙脱土时，复合材料具有较好的动态力学性能。
关t调：SBR橡胶；蒙脱土；熔融插层；纳米复合材料
中圈分参毫导：TQ333．1文献标识玛：B文●■弓：1009．797X(2006)03．002904

纳米复合材料是指分散相至少有一维尺寸PLs复合材料的研究起初集中在物理方向
小于1O011111量级的复合材料。由于纳米粒子具上。C．kat0等将苯乙烯单体现浸渍到黏土层间
有表面效应、体积效应、kUb0效应，所以赋予引发聚合，但黏土的内部微环境决定了单体进
纳米复合材料一些特殊的性能⋯。目前已经制入的困难。而后，ArimtsUUsuki等人对有机插
备出的高聚物纳米复合材料主要包括塑料纳米层剂对插层复合的影响进行了广泛研究，并制
复合材料，即所谓的纳米塑料。其制备方法主备了～系列的纳米复合材料，取得了成功。
要有插层复合法、溶胶一凝胶法、共混法等[21。同聚合插层法一样，聚合物熔体插层法也
插层复合法是制备高性能的新型聚合物是制备PLs纳米复合材料的有效方法。美国

～层状硅酸曲(PLS)纳米复合材料的一种重C0ne11大学的研究人员对聚合物熔体插层进行
要方法，也是当前材料科学领域的研究热点。了热力学及动力学的分析，并在理论的指导下
它是将单体或聚合物插进蒙脱土的片层之间，制备了多种纳米复合材料。他们认为该过程是
进而破坏硅酸赫的片层结构，剥离成厚为1nm；焓驱动的，因而必须加强聚合物与黏土之间的
长、宽各为1O0nm的基本单元，并使其均匀分作用以补偿整个体系的熵值减少。同时指出聚
散在聚合物基体中，实现高分子于层状硅酸赫合物熔体插层过程中复合物的形成主要取决于
片层在纳米尺寸上的复合。聚合物进入蒙脱土颗粒的传质速率，而与高分
1987年丰田公司中央研究所的研究小组报子层之间的扩散速率无关，并且PLS纳米复合
道了PLS型尼龙6／硅酸盐纳米复合材料，紧接材料中聚合物的扩散行为与聚合物熔体等同，
着他们又制备出了聚酰亚胺／蒙脱士的复合材因此可利用与通常复合物相同的工艺条件(如
料，这极大地吸引了材料科学家的关注。挤出)进行加工，不需要附加的反应时间【3～I。
目前，日本丰田汽车公司已成功的将尼龙
作者简介：梁中华(1981一)。男，硕士，毕业于青岛科技大
学高分子学院材料系，主要从事高分子材料的老化与改性方向的6，黏土复合材料应用于汽车上。我们相信，随
研究。着研究的不断深入，PLs复合材料会更多地应
收稿日期：2004一O8一O6用于食品包装、燃料罐、电子元器件、汽车、航
收到修改稿日期：2004—12—22

2006年第32卷

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空等方面。1．3．2试样御鲁
本文研究了一类新型的橡胶／蒙脱土纳米(1)O—MMT的制备
复合材料。以十六烷基三甲基溴化铵对蒙脱土在室温下，将钠基蒙脱土放入蒸馏水中高
进行有机化处理。以PS作为相容剂，实现了橡速搅拌成悬浮液，将配制好的铵盐溶液滴加到
胶大分子在纳米蒙脱土中的插层复合，制备了蒙脱土的悬浮液中，升温至80℃。反血约3h
橡胶／蒙脱土纳米复合材料。后。出现O—MMT沉淀，然后固液分离，以蒸
馏水洗至无氯离子存在(以0．1mol／L的硝酸锒
1实验部分溶液检测)，将所得O—MMT真空干燥24h，研
1．1实验原材料磨过400目筛。
丁苯橡胶SBR1502吉林石化公司(2)复合材料的制备
聚苯乙烯低聚物燕山石化公司采用两段混炼法：

钠基蒙脱土一段混炼：高温辊，将辊温升到PS低聚物
浙江临安其士膨润土化工有限公司的玻璃化温度(Tg)以上，将辊距调小，加入
十六烷基三甲基溴化铵化学纯，市售PS进行塑化，待PS在辊上形成一层比较均一的
1．2实验仪嚣及设鲁膜时加入一定量的有机土。并保持一定的堆积
真空泵上海真空泵厂产品胶，混炼15rain左右，取下PS／O—MMT复合物。
真空烘箱二段混炼：低温辊，辊温保持在5O一6O℃，
淄博伯仲真空设备有限公司产品取部分丁苯橡胶包辊。调整余胶量，将PS，O—
EK一2000型无转子硫化仪MMT复合物加入，待混合均匀，调整辊距使复
台湾育肯公司产品合物包辊，加入剩余丁苯胶，混炼2—3min，然
XIB型16MP电热平