橡膠基及淀粉基納米復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、納米復(fù)合材料是當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，但有許多重要的應(yīng)用和理論問(wèn)題亟待解決。
　　有機(jī)粘土以單片層形式存在于橡膠基體中，與原始聚合物相比，剝離的粘土片層能夠很大程度地提高聚合物的綜合性能。但是剝離型橡膠/粘土納米復(fù)合材料并不容易得到。傳統(tǒng)方法常采用常規(guī)的長(zhǎng)鏈脂肪族（飽和脂肪族）季胺鹽改性有機(jī)粘土制備橡膠/粘土納米復(fù)合材料，粘土片層與橡膠基體之間形成的是范德華作用力，導(dǎo)致橡膠高分子鏈在拉伸過(guò)程中產(chǎn)生滑移，從而具有較低的定伸應(yīng)

2、力（雖然復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度高），這限制了橡膠/粘土納米復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。如何實(shí)現(xiàn)粘土片層在橡膠基體中的單片層分散及提高兩相界面作用，成為制備具有高性能橡膠/粘土納米復(fù)合材料的技術(shù)關(guān)鍵。
　　本課題針對(duì)傳統(tǒng)橡膠/粘土納米復(fù)合材料制備方法很難得到剝離型粘土/橡膠納米復(fù)合材料這一問(wèn)題，提出采用預(yù)膨脹有機(jī)粘土與機(jī)械共混法制備橡膠/粘土納米復(fù)合材料的創(chuàng)新思路，并且通過(guò)考察含有雙鍵表面改性劑改性的有機(jī)粘土、增塑劑的種類與用量、橡膠基體的極性

3、等因素對(duì)復(fù)合材料微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，優(yōu)化制備工藝條件，獲得影響粘土片層在橡膠基體中分散剝離的規(guī)律，用來(lái)指導(dǎo)橡膠/粘土納米復(fù)合材料的開發(fā)及應(yīng)用。
　　通過(guò)考察硫化過(guò)程對(duì)極性環(huán)境不同的橡膠/粘土納米復(fù)合材料（RCNs）微觀結(jié)構(gòu)影響的研究表明，橡膠基體的極性對(duì)RCNs的近程微觀結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程微觀結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但影響的結(jié)果并不一定完全一致；硫化過(guò)程中，RCNs中的粘土片層會(huì)因高壓作用而發(fā)生遠(yuǎn)程聚集，但是RCNs的近程微觀結(jié)構(gòu)會(huì)因基體

4、的不同而發(fā)生不同變化；高填充態(tài)的RCNs的微觀結(jié)構(gòu)與橡膠基體的性質(zhì)存在著密切聯(lián)系；RCNs的力學(xué)性能與其遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)有著更為密切的關(guān)系，其氣體阻隔性能則因粘土含量的不同而受到近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)的共同影響。
　　采用熔融擠出的方法制備熱塑性淀粉（TPS）/聚乙烯醇（PVA）/蒙脫土（MMT）納米復(fù)合材料，添加的蒙脫土和聚乙烯醇可以有效提高熱塑性淀粉材料的力學(xué)性能，蒙脫土在復(fù)合材料中可以起到很好的補(bǔ)強(qiáng)效果和阻礙裂紋擴(kuò)展的能力，同時(shí)粘土片層