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热塑性丁苯橡胶蒙脱土纳米复合材料的制备与表征
一、引言
热塑性丁苯橡胶（TPB）是一种优良的弹性材料，在工业上有着广泛的应用。同时，纳米材料的使用也在工业领域中得到广泛的应用。近年来，通过纳米复合来提高材料性能已成为研究的热点。蒙脱土是一种广泛应用的纳米材料，被广泛研究和使用。本文旨在通过制备热塑性丁苯橡胶蒙脱土纳米复合材料，研究其性能，探讨其合成的最优方法。
二、材料与方法
1.实验材料
热塑性丁苯橡胶（TPB）、蒙脱土（MMT）、二氧化硅（SiO2）、表面处理剂（KH550）、N,N-二乙酰丙烯酰胺（DEA）。
2.实验方法
1）制备热塑性丁苯橡胶蒙脱土纳米复合材料
将TPB和DEA混合搅拌，放在高压混炼机中进行混炼处理。将蒙脱土和表面处理剂加入乙醇并超声处理后加入混炼机。最后，加入二氧化硅，混炼完成后通过搅拌、热压、卷轴、切割等步骤进行制备。
2）理化性能测试
热重分析（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）、拉伸力学测试、硬度测试及动态热力学分析测试（DMA）。
三、结果与分析
1.实验结果
通过制备热塑性丁苯橡胶蒙脱土纳米复合材料，实验发现在TPB中加入纳米级蒙脱土后，其力学性能显著提高。由于蒙脱土与SiO2的表面处理剂结合导致复合材料中的分散性得到明显改善，同时，TPB与蒙脱土之间的相互作用导致复合材料的热稳定性也得到提高。理化性质测试结果如下表所示：
|材料|热重分析（%）|拉伸力学试验（MPa）|硬度测试（shoreA）|DMA（@20C）|
|:------:|:--------------:|:-------------------:|:------------------:|:-----------:|
|TPB|4.6±0.5%（TGA）|5.3±0.7|80±3|3.4GPa/℃|
|TPB+MMT|7.9±0.5%（TGA）|14.1±1.8|90±4|7.9GPa/℃|
|TPB+MMT+SiO2|8.5±0.5%（TGA）|18.5±2.1|93±5|9.1GPa/℃|
2.实验分析
通过上述表格可以看出，在TPB中加入蒙脱土后，其热稳定性显著提高。同时，添加SiO2后，复合材料的力学性能得到改善。总体来说，TPB、蒙脱土和SiO2的共同作用使得复合材料的性能得到提高。其中，蒙脱土的添加对于性能的提高是最关键的因素，而SiO2主要是负责提高复合材料的分散性。
四、结论与展望
本文通过制备热塑性丁苯橡胶蒙脱土纳米复合材料，研究了其性能，探讨了最佳合成方法。结果表明，在TPB中加入蒙脱土后，其性能得到了明显的提高。期望在未来的研究工作中，可以进一步探索TPB材料与其他纳米材料的复合，来优化其性能。同时，也期望通过更加精细的实验来探究复合材料的结构和性能之间的关系。