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高岭土/顺丁橡胶复合材料的制备与应用

作　者: 叶瀚
导　师: 管俊芳
学　校: 武汉理工大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: 顺丁橡胶高岭土改性复合材料
分类号: TB33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科学技术的发展,高岭土以其独持的晶体结构和适宜的粒度、可塑性、电绝缘性、化学稳定性等许多优异的性能,而广泛的应用橡胶行业,在橡胶鞋底行业也达到了部分取代价格昂贵的白炭黑等补强填料的目的。对于高岭土填充每一种有机高分子材料,都会有相对应的改性药剂和匹配工艺,对于顺丁橡胶,目前仍未找到合适高岭土改性工艺及混炼、硫化工艺,这与顺丁橡胶不易加工成型、包辊性能差等因素是分不开的,但顺丁橡胶以其优异的耐磨性能、耐寒性能以及超高的弹性使其成为了目前的研究热点。本文重点对提纯后的广西某高岭土进行改性,通过对改性高岭土的预评价确定改性方案。对硫化配方进行研究,确定适宜的硫化配方。通过改性高岭土填充顺丁橡胶的实验,根据材料的力学性能优化改性方案,确定适宜改性条件、改性高岭土填充份数、硫化时间及温度。取得主要结果如下：高岭土的最佳改性条件为：ZQ-1用量1%,ZQ-3用量1%,ZQ-5用量1%,其中ZQ-1稀释剂用量2.5%,ZQ-3稀释剂用量3%,改性温度为90℃,时间20min。改性高岭土填充至顺丁橡胶制备的复合材料的最佳硫化工艺是：改性高岭土的最佳填充量为100份,硫化温度140℃,硫化时间22min。将分级后改性高岭土填充至顺丁橡胶制备的复合材料物理机械性能可以满足软质橡胶鞋底的行业标准(HG/T 3082-1999),而且远超过了同等条件下制备的白炭黑/顺丁橡胶复合材料的力学性能,达到在填料的应用上取代白炭黑的目的。采用FT-IR、SEM、TG-DSC等测试手段,对改性高岭土、制备的复合材料进行表征,解释了改性高岭土补强顺丁橡胶的机理。FT-IR表明,高岭土通过改性处理后,表面性质由亲水疏油转变为亲油疏水,胶料与高岭土表面发生了界面结合作用,从而使改性后的高岭土很好的融合以及分散在橡胶基质中。在SEM分析中也证明了以上结果,通过对复合材料的拉伸断面的形貌观察,改性高岭土不仅均匀分散在橡胶基质中,而且取向性较高,其与橡胶基质的结合性较强。TG-DSC分析得出,填充改性高岭土制备的复合材料其热稳定性得到了一定的提高。

高岭土/顺丁橡胶复合材料的制备与应用

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