橡胶-粘土纳米复合材料
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
等 我国储量丰富，价格便宜
常规复合材料 层状硅酸盐作为常规的微米填料 插层纳米复合材料 橡胶链插入原来的硅酸盐片层之间 剥离纳米复合材料 纳米粘土片层被完全层离分散在橡胶基体中 隔离（中间型）纳米复合材料 橡胶链未插层，起到隔离作用，同时存在部分
剥离粘土片层
原位聚合
层状硅酸盐在单体溶液（液态单体）中膨胀,通过加入 硫化剂、引发剂引发聚合反应
1152716 赵梦奇
背景 结构类型 制备方法 性能 丁苯橡胶-粘土纳米复合材料
我们为什么要用纳米粘土粒子增强橡胶？ 传统补强填料质量分数不低于20% 影响到橡胶复合物的加工性 并且与纯橡胶相比最终产物的重量明显增加。 纳米粘土作填料的优势？ 小尺寸、大比表面积→量子效应和表面效应 物理力学性能优于常规复合材料 提高撕裂强度、硬度、气体阻隔性、耐溶剂性
阻隔性
粘土在橡胶中以片层形式存在有很好的阻隔性 能。
阻隔性包括 :气密性 、耐油性 和阻燃性 。 由 于粘土不同于炭黑等有机填料 ,其本身不能燃 烧 , 降低了橡胶的含胶率 ;另外 ,由于粘土片层 的阻隔性 ,不仅能够隔热 , 防止橡胶燃烧层内 部橡胶温升 ,而且可以隔氧 ,降低燃烧层内部橡 胶的含氧浓度 ,并能防止橡胶基体内部小分子 可燃气体向外散逸 , 这些都将会使橡胶的阻燃 性能提高。
溶液插层
有机改性的层状硅酸盐在溶剂中先溶胀并分散开，然后 将橡胶溶于溶剂，加入到上述溶剂
熔融插层
橡胶和改性层状硅酸盐在剪切作用下熔融共混，橡胶链 由熔体进入到硅酸盐间隙中
胶乳混合橡胶插层
将层状硅酸盐分散在水中，由于间隙中阳离子的水合作 用，水起到膨胀剂的作用，然后加入橡胶乳混合一段时 间，层状硅酸盐在水中分散然后聚沉
补强性
补强性是粘土在橡胶中应用的主要性能。研究表 明 ,当粘土填充量 w < 1 5%时 ,橡胶性能即达到 较高水平 , 当填充量 w < 1 0 %时 , 其综合性能 可以超过 N330 炭黑。
粘土片层在小形变的情况下限制橡胶变形的能力很 强 ,这使得其具有其它填料不具有的特殊力学行 为 ,该特性应用于高硬度橡胶制品中十分适合 。 对于橡胶纳米插层复合材料由于聚合物分子链的转 动 、 平动及分子链段运Байду номын сангаас受到极大限制 ,产生了 非常强的粘滞阻尼 ,其玻璃化转变温度 ( Tg) 显 著提高 ,有的甚至消失,从而也给研制出更高性能 的橡胶减震器带来了曙光 。
常规复合材料 层状硅酸盐作为常规的微米填料 插层纳米复合材料 橡胶链插入原来的硅酸盐片层之间 剥离纳米复合材料 纳米粘土片层被完全层离分散在橡胶基体中 隔离（中间型）纳米复合材料 橡胶链未插层，起到隔离作用，同时存在部分
剥离粘土片层
原位聚合
层状硅酸盐在单体溶液（液态单体）中膨胀,通过加入 硫化剂、引发剂引发聚合反应
1152716 赵梦奇
背景 结构类型 制备方法 性能 丁苯橡胶-粘土纳米复合材料
我们为什么要用纳米粘土粒子增强橡胶？ 传统补强填料质量分数不低于20% 影响到橡胶复合物的加工性 并且与纯橡胶相比最终产物的重量明显增加。 纳米粘土作填料的优势？ 小尺寸、大比表面积→量子效应和表面效应 物理力学性能优于常规复合材料 提高撕裂强度、硬度、气体阻隔性、耐溶剂性
阻隔性
粘土在橡胶中以片层形式存在有很好的阻隔性 能。
阻隔性包括 :气密性 、耐油性 和阻燃性 。 由 于粘土不同于炭黑等有机填料 ,其本身不能燃 烧 , 降低了橡胶的含胶率 ;另外 ,由于粘土片层 的阻隔性 ,不仅能够隔热 , 防止橡胶燃烧层内 部橡胶温升 ,而且可以隔氧 ,降低燃烧层内部橡 胶的含氧浓度 ,并能防止橡胶基体内部小分子 可燃气体向外散逸 , 这些都将会使橡胶的阻燃 性能提高。
溶液插层
有机改性的层状硅酸盐在溶剂中先溶胀并分散开，然后 将橡胶溶于溶剂，加入到上述溶剂
熔融插层
橡胶和改性层状硅酸盐在剪切作用下熔融共混，橡胶链 由熔体进入到硅酸盐间隙中
胶乳混合橡胶插层
将层状硅酸盐分散在水中，由于间隙中阳离子的水合作 用，水起到膨胀剂的作用，然后加入橡胶乳混合一段时 间，层状硅酸盐在水中分散然后聚沉
补强性
补强性是粘土在橡胶中应用的主要性能。研究表 明 ,当粘土填充量 w < 1 5%时 ,橡胶性能即达到 较高水平 , 当填充量 w < 1 0 %时 , 其综合性能 可以超过 N330 炭黑。
粘土片层在小形变的情况下限制橡胶变形的能力很 强 ,这使得其具有其它填料不具有的特殊力学行 为 ,该特性应用于高硬度橡胶制品中十分适合 。 对于橡胶纳米插层复合材料由于聚合物分子链的转 动 、 平动及分子链段运Байду номын сангаас受到极大限制 ,产生了 非常强的粘滞阻尼 ,其玻璃化转变温度 ( Tg) 显 著提高 ,有的甚至消失,从而也给研制出更高性能 的橡胶减震器带来了曙光 。