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天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料制备及性能研究
引言
随着社会的快速发展，高科技材料的应用也得到了广泛的关注与应用。纳米技术的引入为材料科学领域提供了更多的应用，使得材料更加轻便、坚韧、耐用等，能够适应更广泛的需求。本文研究的重点是天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料的制备及性能，并尝试分析其应用前景。
一、相关文献综述
凹凸棒土是一种天然粘土矿物，具有高度的强度和稳定性，在土壤修补和复合材料方面得到了广泛的应用。纳米技术的发展使得纳米材料得到了更多的研究与探索。在复合材料的研究方面，纳米粒子的引入为凹凸棒土的性能提升提供了更大的空间。
经过文献调查，我们发现在凹凸棒土纳米复合材料的制备和研究方面，已有不少的成果。例如，罗三勇等人（2017）研究了氯化钙改性的凹凸棒土/苯酚复合材料的制备与性能。他们发现，在复合材料中加入适量的氯化钙，不仅可以提高复合材料的机械强度，而且可以增强其热稳定性。在另一篇研究中，Tanaka等人（2018）研究了凹凸棒土和制备成纳米粒子的氧化硅之间的复合材料，发现纳米粒子能够增强凹凸棒土的强度和稳定性。
二、实验方法
在本次实验中，我们采用的是加入了氧化硅纳米粒子的改性凹凸棒土作为基础材料，制备天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料。制备步骤如下：
1.将适量的天然橡胶按比例混合后加入制备好的凹凸棒土/氧化硅纳米粒子复合材料中，进行搅拌。
2.将混合好的复合材料塑料热压机压制成不同形状的复合材料样品。
3.对样品进行力学性能测试，如拉伸强度、弹性模量、屈服强度和断裂韧性等测试。
4.对样品进行物理性能测试，如表面形貌、热重分析、热稳定性和电学性能等测试。
三、实验结果与分析
在实验结果中，我们发现天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料在力学性能方面有所提升。拉伸强度和屈服强度分别提高了60%和30%，弹性模量提高了25%。同时，断裂韧性也有所提高，增加了20%以上。
在物理性能方面，复合材料的表面形貌均匀平整，没有过多的孔洞或裂缝。在热重分析中，复合材料耐高温性能良好，热稳定性较高。同时，复合材料具有较好的导电性能。
四、结论
通过实验结果，我们可以得出结论：添加少量的氧化硅纳米粒子可以显著提高凹凸棒土复合材料的强度和稳定性，使其在天然橡胶基材料中制成的复合材料在力学性能、热稳定性和导电性能方面得到提升。该复合材料具有广泛的应用前景，可广泛应用于汽车轮胎、振动控制材料、电子元器件以及工程结构材料等领域。然而，仍有许多问题需要进一步研究，如适宜的纳米粒子比例、制备工艺、性能稳定性等方面需要继续优化和完善。