硫化剂对HNBR/OMMT纳米复合材料性能的影响

为研究不同硫化剂对纳米复合材料性能的影响,选取硫磺和过氧化物双-2.5两种硫化体系,采用有机化蒙脱土(OMMT)作为氢化丁腈橡胶(HNBR)的补强剂,利用熔体插层法制备HNBR/OMMT纳米复合材料。应用X射线衍射和透射电子显微镜表征复合材料的微观结构,并分析了复合材料的力学性能和耐介质性能。结果表明:有机化蒙脱土在橡胶基体中达到了纳米级分散,硫磺硫化的复合材料的力学性能优于过氧化物硫化的复合材料的力学性能,而过氧化物硫化的复合材料具有优异的耐介质性。     

丁腈橡胶/聚氯乙烯/改性蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

采用胶乳共沉法和直接共混法制备了丁腈橡胶/聚氯乙稀/有机蒙脱土(NBR/PVC/OMMT)纳米复合材料.通过X射线衍射和透射电子显微镜对NBR/PVC/OMMT纳米复合材料的结构进行了表征,并研究其力学性能、耐油性能、耐热老化性能、硫化特性和动态力学性能.结果表明,所获得的复合材料是插层纳米复合材料;有机蒙脱土能够明显地促进NBR的硫化反应,使焦烧时间和硫化时间明显缩短;胶乳共沉法制备的纳米复合材料中的蒙脱土的分散更为均匀,其力学性能、耐油性能和耐老化性能明显优于直接共混法.     

蒙脱土对丁苯橡胶力学性能和硫化特性的影响

采用双辊混炼法制备了丁苯橡胶/有机蒙脱土(SBR/OMMT)以及丁苯橡胶/Na-蒙脱土(SBR/MMT)复合材料,采用透射电子显微镜对复合材料的亚微观结构进行了表征,并对复合材料的力学性能、硫化特性进行了研究.电镜照片显示:OMMT在SBR基体中以纳米尺寸均匀分散,而MMT彼此吸附聚集、结块;力学性能表明:OMMT对SBR 补强效果显著,这说明经有机改性后的OMMT与橡胶分子链具有良好的相容性;OMMT在硫化过程中可降低SBR 的焦烧时间/Ts、正硫化时间/T90,并且提高了硫化速度/VC,然而MMT却表现出对硫化进程的抑制作用,降低了硫化效率.     

聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料的结构与力学性能

选用钠基蒙脱土和2种烷基季铵盐(十八烷基季铵盐和双十八烷基季铵盐)改性的蒙脱土，采用熔融共混的方法制备聚氯乙烯／蒙脱土纳米复合材料，并通过广角X射线衍射和透射电镜对复合材料的结构进行了表征．研究了蒙脱土种类和用量对复合材料力学性能的影响．结果表明，3种复合材料均具有插层型结构，钠基蒙脱土用量在ω＝0．5％-7．0％，有机蒙脱土用量在20＝0．5％-3．0％时，复合材料的综合力学性能均有明显提高；有机蒙脱土用量ω＞5．0％以后，材料的力学性能降低，热稳定性变差．     

环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能表征

以4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)为固化剂,通过插层法制备了环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料。根据样品在丙酮中的溶胀度,确定了纳米复合材料的最佳制备条件,在此条件下,制备了一系列蒙脱土含量不同的纳米复合材料。用X射线衍射(XRD)表征了蒙脱土在基体中的分散状态,测定了纳米复合材料的氧气透过系数,并研究了纳米复合材料的动态力学性能。结果表明:当蒙脱土的含量较低时,可以形成剥离型纳米复合材料;环氧树脂与蒙脱土复合后,阻隔性能大幅提高;蒙脱土的加入使纳米复合材料的储能模量和玻璃化转变温度明显提高。     

聚丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料的热稳定性研究

以乳液原位插层聚合法和乳液共混法合成了聚丙烯酸酯/蒙脱土纳米复合材料.X射线衍射结果表明,聚合物能够有效地插层到未经处理的蒙脱土层间,且蒙脱土片层可以均匀地分散在聚合物中.TGA分析表明,纯丙烯酸酯/蒙脱土的热稳定性有所提高.     

插层聚合线性酚醛树脂/有机改性蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层聚合方法制备了线性酚醛树脂/有机改性蒙脱土纳米复合材料,研究了不同的搅拌时间和配比对有机改性蒙脱土分散效果的影响,并用X射线小角衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测得其微观结构。热重分析(TG)测试表明,其构成的纳米复合材料比纯线性酚醛树脂具有更好的耐热性能。     

PMMA/MT纳米复合材料的研究

用烷基铵盐对钠基蒙脱土进行有机化处理,使其成为有机蒙脱土.X射线衍射(XRD)表明有机阳离子同钠离子发生离子交换作用,导致层间距扩大.制备了聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料,测试了力学性能、阻燃性能.通过XRD、DSC等手段研究了结构与性能,并与纯PMMA进行了对比.实验结果表明:PMMA可以插层于蒙脱土片层之中,得到共混物的力学性能和耐热性都有所提高.     

SBS/蒙脱土纳米复合材料的研制

分别采用溶液插层法和熔融插层法制备苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物/蒙脱土纳米复合材料.采用X射线衍射和红外光谱仪对材料的结构进行表征,并对产品的力学性能和耐热性能进行分析.结果表明,添加有机蒙脱土(OMMT)对于所有复合材料均产生增强效果,拉伸强度、断裂伸长率增加50%左右,耐热性能有所增强.     

蒙脱土复合材料的研究

通过透射电子显微镜和X射线衍射分析了PA6与蒙脱土插层复合材料的微观结构,采用锥形量热仪、拉伸测试仪等仪器测试研究了蒙脱土在复合材料中的阻燃性能和力学性能,结果表明,PA6与蒙脱土插层复合材料具有较低的热释放速率和质量损失。     

4,4’-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.     

SBS/蒙脱土纳米复合材料插层结构影响因素和力学性能

为提高苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)的性能,采用溶液混合方法制备了SBS/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料(NC).对影响NC插层结构的因素:混合条件、OMMT种类和含量、线型和星型结构SBS等进行了研究.XRD测试结果表明:存在一最佳混合时间和最佳OMMT含量;SBS在不同种类OMMT中插层效果明显不同,星型SBS更容易插层,制备的NC具有插层型结构.力学性能研究表明,添加OMMT对于所有复合材料均产生增强效果,其中以SBS4303/OMMT-DK1B NC最为明显,拉伸强度提高1倍多,并且断裂伸长率显著增加.表明OMMT具有增强和提高SBS弹性的双重作用.应力-应变曲线、300%定伸强度均从不同角度证实了OMMT的增强效果,但SBS/OMMT NC永久变形增大.     

蒙脱土对环氧树脂微观结构及性能影响研究

以环氧树脂E53为研究对象,采用预剥离法制备出环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料,并结合XRD、SEM及DMA等实验方法研究蒙脱土分散状态对环氧树脂的微观结构和性能影响.结果表明:在环氧树脂E53固化前,对蒙脱土进行预剥离处理有利于制备出剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料;蒙脱土的加入,使环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的Tg比环氧树脂的升高5℃⁸℃,其储能模量及刚性随之增加;较低的β转变温度使其具有最好的低温韧性.对于剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料,其均匀分散的无机纳米片层能有效地阻止裂纹的扩展,对材料起到了增强增韧效果.     

乳液共混法制备的石墨烯/天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究

采用乳液共混将氧化石墨烯(GO)水溶液与天然胶乳共混,对此共混体系破乳后再原位还原从而制备了石墨烯/天然橡胶(GE/NR)纳米复合材料。TEM和XRD测试表明GE片层在NR基体中剥离程度高且达到了均匀的分散。高结合胶含量、Raman位移以及断面SEM粗糙程度表明GE与NR之间存在很强的界面作用。GE在NR基体中良好的分散以及二者之间的强界面作用均有利于提高GE/NR纳米复合材料的力学性能及导电性能。     

PET/蒙脱土纳米共混体系的结构与可纺性研究

采用熔融插层法制备了聚对苯二甲酸乙二酯（PET）／蒙脱土（MMT）纳米复合材料，用广角X-射线衍射（WAXD）、透射电镜（TEM）等方法对其结构和形态进行了研究，并对PFT／蒙脱土纳米共混体系的可纺性、纺丝条件等进行了讨论。结果表明，通过提高共混的剪切效果和引入离子间相互作用可以有效地促进蒙脱土在PET基体中的插层和分散，制备出部分剥离的PFT／蒙脱土纳米复合材料，该材料具有良好的可纺性。     

聚碳酸亚丙酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能

通过熔融插层法制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料。XRD分析表明:PPC/OMMT复合材料形成了插层型纳米复合结构。相对于纯PPC材料,纳米复合材料的拉伸性能和抗冲击性能得到了显著提高,但复合材料的断裂伸长率降低。当OMMT含量为6%时,PPC/OMMT纳米复合材料具有最优的力学性能和最高的玻璃化温度。     

界面氢键结合的天然橡胶/改性气相法白炭黑纳米复合材料

用间苯二酚与六亚甲基四胺络合物（RH）对气相法白炭黑进行表面改性,通过混炼和硫化制备了天然橡胶/改性气相法白炭黑（NR/M-silica）纳米复合材料,并通过力学性能测试、交联密度测定、透射电镜、差示扫描量热法、红外光谱和X射线光电子能谱等手段研究了纳米复合材料的结构和性能．结果表明：M-silica对NR硫化胶的补强效果显著优于未改性的气相法白炭黑,当M－silica用量为4～10份时,硫化胶的力学性能最佳;M-silica在橡胶基体中分散良好,硫化胶的交联密度和玻璃化温度提高;在改性剂RH作用下,白炭黑的Si-O键和硅羟基的红外光谱特征吸收峰发生明显的蓝移,且O原子的结合能发生明显的变化,表明白炭黑表面的硅羟基与RH受热后形成的间苯二酚甲醛树脂中的酚羟基之间形成了明显的氢键作用．在上述研究的基础上讨论了RH改性气相法白炭黑补强天然橡胶的机理．     

Exfoliated sodium-montmorillonite in nitrile butadiene rubber nanocomposites with good properties

We prepared and utilized a novel ultrafine fully-vulcanized powder nitrile butadiene rubber (UFPNBR)/sodium montmorillonite (Na-MMT) nanocompound powder, in which nanoscale UFPNBR particles and nanoscale platelets of Na-MMT were isolated and stuck each other. When the UFPNBR/Na-MMT nanocompoud powder was mixed with crude nitrile butadiene rubber (NBR), UFPNBR particles could be easily dispersed in NBR matrix because of good compatibility, and nanoscale Na-MMT was also dispersed well in NBR matrix due to the carrier aidance of UFPNBR particle, thus the NBR/UFPNBR/Na-MMT ternary nanocomposites adapting to industry was fabricated. X-ray diffraction test and scanning electron microscopy (SEM) observation indicated that nanoscale Na-MMT was dispersed well in NBR matrix. Compared with NBR/Na-MMT binary composites, NBR/UFPNBR/Na-MMT ternary nanocomposites have shorter vulcanization time and higher flame retardancy due to the exfoliated Na-MMT in NBR matrix. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50873049), Shandong Young Scientists Encouragement Foundation (Grant No. 2007BS04038), Scientific Research Foundation of Shandong Education Department (Grant No. J07YA12), and the Special Funds for Major State Basic Research Projects of China (Grant No. 2005CB623805)