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摘要：本课题通过选用十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）与阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）对钠基土进行复配改性，主要研究阴-阳离子复配改性的配比对粘土/NBR纳米复合材料力学性能的影响、纳米粘土在橡胶基体中的分散状况以及有机粘土晶层间距与复合材料性能的对应关系。实验先以无机土与阳离子改性剂配比为2.5:1、2.8:1和3.0:1分为三大组, 其中无机土添加量为10phr，每组再按DTAB:SDS为4:0、4:1、4:2、4:3四种不同比例对无机粘土进行阴、阳离子复配改性。获得改性粘土后，利用相关配方进行炼胶，制备改性粘土/NBR纳米复合材料，并另设一组加了无机粘土的NBR与一组纯NBR作为对照组。实验研究表明，加入复配改性粘土制备的胶料，结构与性能好于两组对照组，且当无机土与阳离子比为2.5:1，DTAB:SDS为4:2时，所制备的复合材料结构与性能相对最为优异。
关键词：丁腈橡胶，复配改性，DTAB，SDS，纳米复合材料，结构与性能
目录
1 前言 1
1.1粘土、DTAB与SDS的介绍 1
1.1.1粘土的介绍 1
1.1.2 DTAB与SDS的介绍 4
1.2丁腈橡胶的介绍及应用 5
1.2.1丁腈橡胶的介绍 5
1.2.2丁腈橡胶的应用 6
1.3粘土在橡胶材料中的应用 7
1.3.1粘土/橡胶纳米复合材料的制备方法 8
1.3.2粘土/聚合物纳米复合材料插层理论分析 10
1.3.3粘土/橡胶纳米复合材料的性能特点 11
1.4本课题研究的主要内容及意义 14
2 实验部分 15
2.1实验原料及配方 15
2.1.1实验原料 15
2.1.2实验配方 15
2.2实验设备及测试仪器 16
2.3实验工艺过程 17
2.3.1无机粘土的有机化处理 17
2.3.2熔体法制备粘土/NBR纳米复合材料 18
2.4粘土/橡胶纳米复合材料性能测定 19
2.4.1微观结构表征 19
2.4.2力学性能测试 19
3 实验结果与讨论 20
3.1粘土改性方案及其改性后粘土的红外测试 20
3.1.1不同阴阳离子配比改性粘土的方案 20
3.1.2改性后粘土的红外数据及分析 21
3.2各组别有机粘土/NBR复合材料的常规力学性能的分析 22
3.2.1不同组别的有机粘土/NBR复合材料的力学性能纵向对比分析 22
3.2.2不同组别有机粘土/NBR纳米复合材料基本力学性能纵向对比分析 26
3.2.3实验力学性能数据的总分析 29
3.3复合材料和有机粘土的XRD测试 29
3.3.1无机粘土:DTAB=2.5:1，DTAB:SDS=4:2时的XRD谱图分析 30
3.3.2无机粘土:DTAB=2.8:1，DTAB:SDS=4:2时的XRD谱图分析 31
3.3.3无机粘土:DTAB=3.0:1，DTAB:SDS=4:0时的XRD谱图分析 32
4 结论 33
参考文献 34
致谢 36
橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。可见，橡胶行业的产品种类繁多，后向产业十分广阔。然而，随着时代的进步，对橡胶产品的性能要求变得越来越高，通用橡胶由于本身结构与性能限制，有时并不能满足产品要求，而特种橡胶则成本太高，因此，橡胶的改性技术则成为一个研究热点，其中通过改性粘土制备的粘土/橡胶纳米复合材料具有非常好的应用前景。本实验采用DTAB与SDS复配的方式改性粘土，并依据相关配方制备出粘土/丁腈橡胶纳米复合材料。通过对不同阴阳离子配比制成的粘土与粘土/丁腈橡胶纳米复合材料性能及微观表征测试，获得一种最佳配比，以更好地实现粘土片层在橡胶基体中的纳米级分散，为获得聚合物基纳米复合材料最佳性能的表面改性技术提供解决方案和理论依据，并指导此种材料的工业化生产。
