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天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究
天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究
摘要：本文探讨了天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究。采用手工制备法制备出天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料，并对其进行了物理和力学性能测试。结果表明，该复合材料具有优异的力学性能、热稳定性和耐磨性能，为一种具有良好应用前景的新型复合材料。
关键词：天然橡胶；凹凸棒石；纳米复合材料；制备；性能研究
1.引言
天然橡胶是一种广泛应用的高分子材料，具有良好的机械性能和耐热性能。但是，在实际应用中，天然橡胶的磨损性能和耐用性还有待提高。为了提高其性能，人们开始研发新型复合材料。凹凸棒石是一种天然矿物，具有良好的机械强度和化学稳定性。将其与天然橡胶复合，可以有效提高天然橡胶的物理和力学性能。此外，纳米复合材料具有在纳米级尺度上的特点，与传统复合材料相比具有更高的强度和韧性。因此，本文将探讨天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料的制备与性能研究。
2.实验
2.1材料
天然橡胶、凹凸棒石、正丁烷、甲苯、己烷。
2.2制备复合材料
首先，将天然橡胶和凹凸棒石分别用正丁烷和甲苯进行表面处理，以去除表面的杂质和污染物。然后，将表面处理后的天然橡胶和凹凸棒石按照1:3的质量比例混合。接着，将混合物放入己烷中溶解，并在室温下搅拌。最后，将溶液挥发干燥，得到天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料。
2.3物理和力学性能测试
采用扫描电子显微镜（SEM）观察该复合材料的微观结构。利用红外光谱仪（FT-IR）检测该复合材料的化学组成。通过动态热机械分析（DMA）、拉伸实验和硬度测试仪对其物理和力学性能进行测试。
3.结果与分析
3.1微观结构和化学组成
从SEM图像中可以看出，复合材料中的凹凸棒石颗粒分散均匀，与天然橡胶相互交织。FT-IR光谱图表明，天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料中的氢键能量较低，说明其分子间作用力更弱。
3.2物理和力学性能
DMA测试结果表明，该复合材料的玻璃化转变温度（Tg）高于天然橡胶，说明其热稳定性更好。拉伸实验结果表明，复合材料的断裂伸长率和抗拉强度都有所提高，说明其耐用性和强度都有所增加。硬度测试结果表明，该复合材料比天然橡胶更具耐磨性能。
4.结论
通过手工制备法，成功制备了天然橡胶凹凸棒石纳米复合材料。该复合材料具有优异的力学性能、热稳定性和耐磨性能，为一种具有良好应用前景的新型复合材料。
参考文献：
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