粘土纳米复合材料结构和性能影响.pdf

第 39卷 第9期 化 工 技 术 与 开 发 、，o139 NO．9 2010年 9月 TechnologyDevelopmentofChemicalIndustry Sep．2010 硫化温度对NB 粘土纳米复合材料结构号陛能的影响 李金刚 ，韩红青 ，贾林才 flI太原理工大学材料科学与工程学院，山西 太原 030024；2．山西省化工研究所 ，山西 太原 030021) 摘 要：采用熔体插层法制备 NBR／粘土纳米复合材料(NBRCNs)，并对其在不同硫化温度下的微观结构及性能进行研 究。结果表明，随着硫化温度的增大NBR／粘土纳米复合材料的力学性能呈下降趋势，而阻燃性能则不发生明显改变。 关键词：硫化温度；NBR；有机改性粘土；复合材料 中图分类号：TB383 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671-9905(2010)09—0011-05 纳米复合材料中纳米粒子带来的纳米效应和 1．2 基本配方 纳米粒子与基体间强的界面相互作用，是其比传统 NBR100，氧化锌5，硬脂酸1，硫黄2，促进剂 的复合材料具有明显优势的本质原因。橡胶纳米复 DM1，促进剂M0．5，有机改性粘土l0。 合材料具有优于相同组分常规聚合物复合材料的 l-3 主要设备与仪器 力学性能、能大幅降低成本、工业生产可操作性强 SK-160B型开放式塑炼机，LH．90型，橡胶硫 等特点，为制备高性能新型高性能橡胶复合材料提 化仪，QLB．350x350x2型平板硫化机，LJ．500型拉 供了可能 【】。其中的橡胶／粘土纳米复合材料 ，因 力试验机，Lx-A型邵氏橡胶硬度仪，TD．3000型 粘土具有独特的微观结构、价格低廉、加入少量就 x．射线衍射仪，HCT-1型微机差热分析仪。 能获得好的增强效果等优点越来越受到研究者们 1．4 试样制备 的关注 引。关于NB 粘土纳米复合材料的填料加入 将有机改性粘土与NBR在开炼机上混炼均匀， 量、气密性 阻燃性等方面的研究已有许多报道 M】， 加入配合剂，通过强烈的机械剪切作用使 NBR大 也有人研究了硫化温度对 II粘土纳米复合材料的 分子链插入有机改性粘土片层之间，得到 NB 粘 影响l 丌，但对于用污染小的熔体插层法 l【8】制备的 土纳米复合材料。硫化胶在平板硫化机上制备，硫 NBR／粘土纳米复合材料的硫化温度方面的研究还 化条件为9MPa／温度为变量×t90。 不是很多。硫化过程本身是一个化学反应过程，反 1．5 测试分析 应决定性条件之一就是是硫化温度，它直接影响硫 (1)微观结构 ：采用x射线衍射仪测定NBR／粘土 化速度和产品质量 l【。流化温度高，硫化速度陕， 纳米复合材料中粘土晶层间距(d001)，试验条件 ： 生产效率高，但是硫化温度过高，易引起橡胶分子 工作电压40kV,q-作电流200II ，扫描角度0．5。～10o， 链裂解 ，导致硫化胶性能下降等不利影响，因此需 扫描速度1Oomin。 要合理选择硫化温度。 (2)粘土热失重分析：在HCT-1型微机差热分析 仪上对所添加的有机改性粘土热分解温度进行测 1 实验 试 。 1．1 主要原材料 (3)力学性能 ：NBR／粘土纳米复合材料的各项 NBR(CAN 含量为 41％)，有机改性粘土(型号 力学性能均按现行相应国家标准进行测定。 434)，氧化锌