摘要：本文以钠基粘土为原料，分别以MHA、CTAB和CTAB/MHA复配改性粘土，制备了有机粘土。通过X-射线衍射、红外光谱分析对不同反应型表面改性剂的改性效果进行了表征，结果表明反应型表面改性剂已进入了粘土层间并且扩大了粘土层间距。将所制备的有机粘土添加到丁腈橡胶（NBR）中，制备粘土/NBR纳米复合材料。通过对纳米复合材料进行力学性能测试，分析研究了不同有机粘土的改性效果。结果表明：MAH接枝橡胶制备粘土/NBR复合材料的综合性能最好，拉伸强度和撕裂强度分别提高94%和69%；CTAB/MHA复配改性粘土的纳米复合材料的综合性能次之，拉伸强度和撕裂强度分别提高65%和32%；CTAB改性粘土的纳米复合材料综合性能次之，拉伸强度和撕裂强度分别提高50%和6%；MHA改性粘土的纳米复合材料性能最差，拉伸强度和撕裂强度分别提高38%和39%。通过对纳米复合材料进行微观结构表征，分析研究了不同有机粘土的改性效果。结果表明：CTAB/MHA复配改性粘土，粘土/NBR纳米复合材料中粘土层间距从1.68nm增加到了5.18nm，MAH接枝改性次之，层间距从1.68nm增加到了3.70nm，用CTAB改性次之，层间距从1.68nm增加到了1.73nm，MAH改性效果最差，层间距从1.68nm增加到了1.71nm。
关键词：反应型表面改性剂，改性，有机粘土，纳米复合材料
目 录
1 前言 1
1.1 有关粘土的概述 1
1.1.1 粘土的结构特征 1
1.1.2 粘土的基本性质 2
1.1.3 粘土的改性 3
1.2 粘土/橡胶纳米复合材料的概述 5
1.2.1 粘土/橡胶纳米复合材料的结构类型 5
1.2.2 粘土/橡胶纳米复合材料的制备原理 6
1.2.3 粘土/橡胶纳米复合材料的制备方法 8
1.2.4 粘土/橡胶纳米复合材料的表征技术 10
1.3 粘土/橡胶纳米复合材料的研究进展以及前景展望 11
2 实验部分 13
2.1 实验材料以及实验设备 13
2.2 实验工艺过程 15
2.2.1 无机粘土的有机化 15
2.2.2 粘土/NBR复合材料的制备工艺 16
2.3 性能测试及结构表征 17
2.3.1 常规力学性能测试 17
2.3.2 微观结构的表征 17
2.4 实验注意事项 17
3 结果与讨论 18
3.1 MAH改性粘土制备NBR/粘土纳米复合材料的力学性能和微观结构表征 18
3.1.1 MAH改性无机粘土的红外光谱分析（FTIR） 18
3.1.2 MAH改性粘土制备粘土/NBR复合材料的力学性能 19
3.1.3 MAH改性无机粘土及粘土/NBR复合材料的XRD 20
3.2 MAH、CTAB改性粘土制备粘土/NBR复合材料的力学性能和微观结构表征 21
3.2.1 MAH和CTAB复配改性无机粘土的红外光谱分析（FTIR） 21
3.2.2 MAH和CTAB复配改性粘土制备粘土/NBR复合材料的力学性能 22
3.2.3 MAH和CTAB复配改性无机粘土及粘土/NBR复合材料的XRD 24
3.3 MAH接枝改性粘土/NBR纳米复合材料的力学性能和微观结构表征 25
3.3.1 MAH接枝改性粘土/NBR复合材料的力学性能 25
3.3.2 MAH接枝改性粘土/NBR复合材料的XRD 26
3.4不同改性剂改性粘土制备粘土/NBR复合材料的力学性能和微观结构表征 27
3.4.1 不同改性剂改性粘土的热重分析（TG） 27
3.4.2 不同改性剂改性粘土制备粘土/NBR纳米复合材料的力学性能 29
3.4.3 不同改性剂改性粘土制备粘土/NBR纳米复合材料的XRD 30
4 结论 32
参考文献 33
致谢 35
