有机改性对乳液插层法制备的粘土SBR纳米复合材料结构的影响研究.pdf

92 2006年橡胶新技术交流暨信息发布会 有机改性对乳液插层法制备的粘土／SBR纳米 复合材料结构的影响 贾清秀。徐艳丽。毛辉麾，吴友平。张立群 100029) (北京化工大学先进弹性体材料研究中心(CAEM)，北京化工大学 摘要：为了改善乳液插层法制备的粘土／SBR纳米复合材料的界面强度。十八烷基二甲基烯丙基氯化铵 (UOAC)被引入到粘土悬浮液中来对粘土进行有机改性，并制备了有机改性的丁苯橡胶／粘土纳米复合材料。 采用X光衍射(XRD)以及透射电镜(TEM)对复合材料的结构进行了表征，并跟踪复合材料制备过程中粘土 的结构变化，研究UOAC与粘土的用量比对复合材料结构的影响。结果表明，UOAC的引入。可以有效地提 高粘土的有机性质。在研究范围内，随UOAC与粘土的用量比的增大，粘±的有机性质逐渐提高。 关键词：粘土；丁苯橡胶；十八烷基二甲基烯丙基氯化铵；有机改性；乳液共混 近年来，粘土／聚合物纳米复合材料的研究发 1实验部分 展迅速[11]。粘土为层状硅酸盐结构，其片层横 1．1原材料 向长度可达2m，而层厚则只有lnm左右，因此 粘土片层具有非常大的长径比，这对聚合物的补 丁苯胶乳，总固物质的质量分数为22．4％， 强非常有益，但前提是必须将粘土的片层结构解 吉林石化有限公司提供；天然钠基蒙脱土，离子交 离并均匀分散在聚合物基体中。粘土／聚合物纳 换量为78mmol／1009，吉林省四平市膨润土厂提 米复合材料发展到今天，工业化的品种并不多，原 供；十八烷基二甲基烯丙基氯化铵，自制；其他试 因在于其制备方法复杂，成本较高。目前主要的 剂均为市售品。 1．2基本配方(质量份) 制备方法主要有熔体法[5]、溶液法[6]和乳液插层 SBR 法[7-93等。在这几种方法中，乳液插层共絮凝法 100，粘土10，ZnO5．0，硬脂酸2．0，促 是相对比较简单易行的一种。该法是由张立群所 进剂D0．5，促进剂DM0．5，促进剂TT0．2，防 NA 在的弹性体中心独创的一种简便而实用的粘土／ 老剂40101．0，硫黄2．0，UOAC变量。 聚合物纳米复合材料的制备方法。它是将一定量 1．3试样制备 无机粘土的水悬浮液与胶乳直接共混搅拌一定的 将粘土配制为质量分数约2％的悬浮液，将 时阔，然后加絮凝剂絮凝。此法不涉及有机土与 UOAC溶解在60℃的热水中，配成质量分数约 有机溶剂，也不存在除杂的问题，且经试验证实所 5％的UOAC溶液。取适量粘土悬浮液，常温下 得的复合材料性能优异。乳液插层法得到的粘 往其中加入适量的UOAC溶液，搅拌20min，对 土／聚合物纳米复合材料中，粘土的分散较好，但 粘土进行有机化改性。此时粘土的水悬浮液变 是其与聚合物间的界面作用属于弱的无机片层与 稠，但无沉降和絮凝发生。再向有机化改性后的 有机高分子链间的作用，界面张力差较大，不易形 粘土水悬浮液中加入SBR胶乳，搅拌20rain，使 成很好的界面浸润。 其混合均匀。然后加入适量稀硫酸(ph≈1)絮 在本文中，作者尝试将无机粘土的有机修饰 凝，将絮凝物洗涤至中性，得到有机改性的蒙脱 与纳米复合有机地结