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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苯磺酸钠（SDBS）对钠基土进行复配改性并对其微观结构和性能进行研究。通过研究DTAB/SDBS复配改性粘土的配比与纳米复合材料性能的关系，利用XRD等测试分析得到最佳的配比。实验表明，复配改性制备的纳米复合材料的力学性能均优于天然胶加入无机粘土制备的复合材料，在水浴温度80℃下，粘土与阳离子改性剂配比为2.5:1时要比其他比例下制备的有机粘土/NR纳米复合材料的性能更好，且在该配比下当DTAB与SDBS配比为4:2时复合材料的性能最好。
关键词：十二烷基三甲基溴化铵，天然橡胶，复配改性，纳米复合材料，力学性能
目 录
1 前言 1
1.1 天然橡胶 1
1.1.1 天然橡胶特点 1
1.1.2 天然橡胶的品种分类及质量标准 2
1.1.3 我国天然橡胶的战略地位 2
1.2 钠基膨润土 3
1.2.1 简介 3
1.2.2 性质 4
1.2.3 蒙脱土的有机化 6
1.3 纳米复合材料 7
1.4 本课题的研究意义和目的 8
1.5 国内外研究进展 9
2 实验部分 13
2.1 实验原料及配方 13
2.1.1 实验原料 13
2.1.2 试验配方 13
2.2 实验设备及测试仪器 14
2.3 实验工艺过程 15
2.3.1 粘土/NR纳米复合材料实验工艺流程图 15
2.3.2 粘土的有机化处理 15
2.3.3 空白实验 15
2.3.4 粘土/橡胶纳米复合材料的制备 16
2.3.5 力学性能测试 16
2.3.6 微观表征 16
3 实验结果与讨论 18
3.1 红外分析 18
3.2 阳离子改性剂用量对有机粘土/NR橡胶纳米复合材料力学性能的影响 20
3.3 阴离子改性剂用量对有机粘土/NR橡胶纳米复合材料力学性能的影响 21
3.3.1 粘土/NR纳米复合材料在2.5:1改性剂配比不同时的力学性能 21
3.3.2 粘土/NR纳米复合材料在2.8:1改性剂配比不同时力学性能 22
3.3.3 粘土/NR纳米复合材料在3.0:1改性剂配比不同时力学性能 23
3.4 DTAB:SDBS为4:2时各力学性能的比较 24
3.5 粘土/NR纳米复合材料XRD数据分析讨论 26
3.5.1 阳离子改性剂DTAB对复合材料性能影响XRD分析 26
3.5.2 阴离子改性剂SDBS复合材料性能影响的XRD分析 27
3.5.3 DTAB与SDBS比例为4:2时的XRD分析 27
4 结论 31
参考文献 32
致谢 36
本课题的研究意义和目的
通过实验实现粘土片层在橡胶基体中的纳米级分散，最终获得综合性能优异的粘土/橡胶纳米复合材料；找到能够获得聚合物基纳米复合材料最佳性能的表面改性技术，并提出理论依据。橡胶纳米复合材料因其结构特殊、性能优异，因而展现出诱人的应用前景，目前已成为材料科学研究的热点。橡胶纳米复合材料作为一个崭新的研究领域，对其研究可以说仍处于初级阶段，理论上还不成熟，制备技术还不完善，对材料的复合机理、材料的结构及结构与性能的关系等方面还有待进一步探索。随着研究的不断深入、制备技术的进一步完善以及对结构与性能关系的更深层次的了解，橡胶纳米复合材料将会有突破性进展，届时人们将能按照需要设计和生产出高性能和多功能的新型橡胶纳米复合材料。
