无机粘土的烷基铵盐改性及NBRCNs的结构与性能研究*
2014-05-21王林艳梁玉蓉段学召周保全
弹性体 2014年1期
王林艳,梁玉蓉,**,胡 刚,段学召,周保全
(1.太原工业学院 材料工程系,山西 太原 030008;2.中北大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030051)
橡胶/粘土纳米复合材料(RCNs)中,纳米分散相为形状比(面积/厚度)非常大的片层填料,限制大分子变形的能力比球形增强剂更强,因而RCNs具有较高的模量、硬度和强度。RCNs的形态结构与界面作用决定了材料的最终性能,如何获得剥离型的纳米分散并保持其稳定的分散状态,以及提高粘土与橡胶之间的界面作用,是制备高性能RCNs需要解决的一个关键问题。
蒙脱土(MMT)为无机物质,根据相似相容原理,MMT的表面亲水性处理不利于与橡胶等有机相的结合,因此,将MMT用于橡胶基体填充之前,需要对其进行有机改性[1-5]。采用表面改性剂对无机粘土进行有机化改性,弱化了粘土片层之间的相互作用,可以极大地提高粘土与橡胶基体的界面相容性及有机粘土(OC)在橡胶基体中的分散性。
通常采用长链脂肪族季铵盐[6-13]改性OC制备RCNs,利用阳离子置换的方式将长碳链留在粘土片层间,将粘土片层间距扩大,烷基铵盐改性剂的碳链长度及配比对MMT改性效果有不同程度的影响。本文研究了同一改性剂配比下,由不同碳链长度的烷基铵盐改性剂改性MMT制备的丁腈橡胶/粘土纳米复合材料(NBRCNs)的微观结构、力学性能和分散相态。
1 实验部分
1.1 原料
丁腈橡胶(NBR):NBR26,中国石油兰州石化有限公司;MMT:浙江长兴县泗安镇;十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十八烷基三甲基溴化铵(STAB):天津市福晨化学试剂厂;……
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