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摘要：本论文主要论述了以粘土为填充原料，制备了粘土/SBR纳米复合材料。采用了DTAB与SDBS复配改性无机粘土，制得有机粘土并用熔体法制备了粘土/SBR纳米复合材料。研究了有机阳离子与阴离子的配比对无机粘土有机改性的影响，结果表明粘土与阳离子的比例为2.8:1，阳离子与阴离子的比例为4:3时的复合材料的力学性能最优。
关键词：粘土，橡胶，熔体法，纳米复合材料
目 录
1 前言 1
1.1 粘土简介与表面改性 2
1.1.1 粘土简介 2
1.1.2 粘土的表面改性 4
1.2 粘土/橡胶纳米复合材料 4
1.2.1 粘土插层技术 4
1.2.2 插层化合物 5
1.2.3 复合材料 6
1.2.4 粘土/橡胶纳米复合材料的制备方法 7
1.2.5 粘土/橡胶纳米复合材料性能的影响因素 7
1.2.6 粘土/橡胶纳米复合材料的性能 8
1.3 实验原料介绍 8
1.3.1 丁苯橡胶 8
1.3.2 十二烷基三甲基溴化铵 10
1.3.3 十二烷基苯磺酸钠 10
1.4 粘土/橡胶纳米复合材料的研究前景 11
2 实验部分 12
2.1 实验原料及配方 12
2.1.1 实验原料 12
2.1.2 实验配方 12
2.2 实验设备及测试仪器 13
2.3 实验工艺过程 14
2.3.1 粘土的有机化处理 14
2.3.2 对比实验 14
2.3.3 粘土/SBR纳米复合材料的制备 14
2.3.4 粘土/SBR纳米复合材料实验工艺流程图 15
2.4 粘土/SBR纳米复合材料性能测定及结构表征 15
2.4.1 XRD测试 15
2.4.2 力学性能测试 16
3 实验结果与讨论 17
3.1 不同阴离子份数对粘土/SBR纳米复合材料性能的影响 17
3.2 不同阳离子份数对粘土/SBR纳米复合材料性能的影响 21
3.3 粘土FTIR谱图分析 26
3.4 XRD曲线分析 27
4 结论 31
参考文献 32
致谢 34
橡胶是国民经济中用途广泛的高分子材料，橡胶种类较多，但大多数橡胶缺乏结晶能力，自由体积大，分子间作用力小，因而强度和模量很低，不经过补强是无法应用的。通常对橡胶的补强，是通过一些加工方法在橡胶内加入不同种类的填料，补强后的橡胶材料力学性能得到了很大改善。最常用的橡胶补强填料是炭黑，因此炭黑每年的消耗量很大。炭黑的大量使用会给环境带来污染，其制造是以含碳原料（主要为石油）经不完全燃烧而产生的微细粉末，大量使用炭黑要消耗大量石油。白炭黑可以部分代替炭黑对橡胶进行补强，其与橡胶分子亲和力差，一般要用偶联剂进行表面处理再对橡胶补强，白炭黑补强橡胶其固化时间比炭黑的长，使橡胶生产的产量降低。粘土是价格低廉的橡胶补强填料，但粘土在橡胶基体中粒子大，表面活性低，补强效果差，经过适当的改性之后才可以达到与炭黑相近的增强效果[1]。
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。近几年来，橡胶行业得到不少发展，已有细分行业稳中有升，新生橡胶细分行业则飞速发展，但同时，橡胶行业也还存在环境、资源、灾害、创新等问题。
橡胶行业的特征决定了当一国的橡胶行业成熟后，该行业的景气状况与整个经济的运行状况将保持很强的相关性：其发展周期的长度与该国经济周期的长度相当，走势同向；但由于橡胶行业属于基础工业，它的周期变化要略提前于经济周期的变化。另外，同样由于橡胶行业处于国民经济生产链的前端，其周期波动的波幅要小于产业链末端行业的波幅，也小于整个经济的波幅。因此，从产业投资的角度看，成熟的橡胶行业比较接近收益型投资行业。
