《工艺参数对复配改性粘土制备粘土NBR纳米复合材料结构与性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工艺参数对复配改性粘土制备粘土NBR纳米复合材料结构与性能研究（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕业论文工艺参数对复配改性粘土制备粘土/NBR纳米复合材料结构与性能研究材料工程系王庭昀102074308学生姓名： 学号： 高分子材料与工程系 部： 梁玉蓉 王林艳专 业： 指导教师： 二一四年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业论文任务书论文题目：工艺参数对复配改性粘土制备粘土/NBR纳米复合材料结构与性能研究 系部： 材料工程系 专业： 高分子材料与工程 学号： 102074308 学生： 王庭昀 指导教师（含职称）： 梁玉蓉（教授），王林艳（助教） 1论文的主要任
2、务及目标 本课题选用阳离子改性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）与阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDS）对钠基土进行复配改性制备粘土/NBR纳米复合材料，主要考察不同工艺参数（pH、时间）下阴-阳离子复配改性对粘土/NBR纳米复合材料力学性能的影响、纳米粘土在橡胶基体中的分散状况以及有机粘土晶层间距与复合材料性能的对应关系，实现粘土片层在橡胶基体中的纳米级分散，最终获得综合性能优异的粘土/橡胶纳米复合材料，为寻找一种获得聚合物基纳米复合材料最佳性能的表面改性技术提供解决方案和理论依据。2主要任务 1）查阅相关文献，提出实验方案；2）pH为7，改性时间分别为1，3，5h改性粘土制备NBRCNs
3、；3）pH为5，改性时间分别为1，3，5h改性粘土制备NBRCNs；4）pH为1、3，改性时间分别为1，3，5h改性粘土制备NBRCNs；5）粘土及复合材料微观相态和热稳定性测试；6）记录实验结果，分析处理实验数据；7）完成毕业论文的撰写工作。3基本要求1）认真学习相关书籍，查阅中外文资料，制定出合理的实验研究方案；2）认真做好各环节实验，做好实验记录，要求实验数据准确可靠；3）勤于思考，应用所学的专业知识来解决实验中遇到的问题；4）翻译一篇与本课题相关的英文文献；5）论文撰写要求严格按照材料工程系“本科毕业论文格式要求”撰写。4主要参考文献 1 张惠峰, 冯予星, 吴友平等. SBR粘土纳米
4、复合材料的气密性J. 橡胶工业, 2001. 4.8（10）:587590. 2 马勇, 吴友平, 张立群. 熔体法制备有机粘土/橡胶纳米复合材料的结构及性能J. 合成橡胶工业, 2005, 2(4): 256-259. 3 罗艳玲等. EVA/MMT-ODA+AUA 纳米复合材料的制备与性能研究J. 高分子材料科学与工程, 2007, 23(1): 196-198.5进度安排论文各阶段名称起 止 日 期1查阅文献资料，确定实验方案1月3日3月18日2pH为7，分别 1，3，5h改性粘土制备NBRCNs3月19日3月31日3pH为5，分别 1，3，5h改性粘土制备NBRCNs4月1日4月15日
5、4pH为1、3，分别 1，3，5h改性粘土制备NBRCNs4月16日5月6日5粘土及复合材料微观相态和热稳定性测试5月7日5月21日6分析实验数据，查漏补遗5月22日6月3日7完成毕业论文及答辩工作6月4日6月22日 审核人： 年 月 日 太原工业学院毕业论文工艺参数对复配改性粘土制备粘土/NBR纳米复合材料结构与性能研究摘要：本文以无机粘土、阳离子改性剂十六烷基三甲基溴化铵（STAB）、阴离子改性剂十二烷基磺酸钠（SDS）、丁腈橡胶（NBR)为原料，制备了粘土/NBR纳米复合材料，并采用对比的方法研究了pH值分别为1、3、5、7，搅拌时间分别为1h、2h、3h时所制得的粘土/NBR纳米复合材
6、料的结构与性能。通过对粘土和NBR/粘土纳米复合材料XRD图像的观察，在pH为3，搅拌时间为2小时的插层效果最好，此时，无机粘土的出峰角度为1.5，层间距为5.5nm，NBR/粘土纳米复合材料的出峰角度向小角度前移，为1.2，此时层间距扩大为7.4nm。通过对不同组NBR/纳米复合材料拉伸撕裂等力学性能的测试可知，在pH为3，搅拌时间为两小时时的力学性能最好，此时，粘土/NBR纳米复合材料的拉伸强度为3.9MPa，撕裂强度为17.2N/mm。关键词：工艺参数，NBR，纳米复合材料，pH，搅拌时间- 1 -Process parameters on the distribution of mod
7、ified clay preparation research on structure and performance of clay/NBR nanocompositesAbstract: Based on inorganic clay, cationic modifier cetyl trimethyl ammonium bromide (STAB), anionic modifier, sodium dodecyl sulfate (SDS), acrylonitrile butadiene rubber (NBR) as raw materials,The preparation o
8、f clay/NBR nanocomposites,And adopt the method of contrast study the pH value of 1, 3, 5, 7, respectively mixing time of 1h,2h,3h was prepared by the structure and properties of clay/NBR nanocomposites.Based on clay and NBR/clay nanocomposites XRD images of observation, In the pH of 3, stirring time
9、 is 2 hours of intercalating effect is best.At this point, the inorganic clay its peak of 1.5 ngle.In 2 dsin theta equals lambda computing available layer spacing is 5.5 nm, NBR/clay nanocomposites forward to small Angle, the peak Angle is 1.2,The layer spacing expanded 7.4 nm.Based on different gro
10、ups of NBR/nano composite materials mechanical properties such as tensile tear test shows that the pH of 3, stirring time for two hours when the mechanical performance is the best, at this point, the tensile strength of the clay/NBR nanocomposites is 3.9 MPa, tear strength is 17.2 N/mm.Key words: Te
11、chnological, Parameter, NBR, Nanocomposite,pH, Nanocomposite- 0 -目 录1 前言11.1 有关无机粘土的综述11.1.1 无机粘土的结构11.1.2 无机粘土的性质21.1.3 无机粘土的发展现状21.1.4 无机粘土的改性31.2 丁腈橡胶51.2.1 基本性能51.2.2 发展分析61.3 橡胶/粘土纳米复合材料71.3.1 橡胶/粘土纳米复合材料的结构类型71.3.2 橡胶/粘土纳米复合材料的制备方法91.3.3 橡胶粘土纳米复合材料表征技术101.3.4 橡胶粘土纳米复合材料的研究现状111.3.5 橡胶粘土纳米复合材料的
12、应用前景112 实验部分132.1 实验材料132.2 实验设备及测试仪器132.3 实验工艺过程142.3.1 无机粘土的有机化处理142.3.2 NBR/粘土纳米复合材料的制备152.4 有机粘土及NBR/粘土纳米复合材料的表征172.4.1 NBR/粘土纳米复合材料物理机械性能测试172.4.2 有机粘土及NBR/粘土纳米复合材料的微观结构表征173 实验结果与分析193.1 NBR/粘土纳米复合材料常规力学性能分析193.1.1 不同搅拌时间时纳米复合材料的常规力学性能分析193.1.2 不同pH值时纳米复合材料的常规力学性能分析223.2 微观结构表征253.2.1 不同pH值搅拌时
13、间为两小时的红外表征253.2.2 粘土的XRD图263.2.3 NBR/粘土纳米复合材料XRD表征273.2.4 不同pH值搅拌时间为两小时的热失重表征284 结论29参考文献30致谢32I 1 前言丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油（尤其是烷烃油）、耐老化性能较好的合成橡胶。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈胶因耐油、耐热性能和物理机械性能优异，已经成为耐油橡胶制品的标准弹性体，广泛用于汽车、航空航天、石油开采、石化、纺织、电线电缆、印刷和食品包装等领域。对于其聚合物纳米复合材料的研究无论是在基础研究还是工业应用方面都具有重要意义。无机纳米粘土是至少为一维纳米尺寸的无机颗粒，
14、包括蒙脱石、绿脱石、贝得石、膨润土、富铬绿石、合成锂皂石、蛭石、水滑石或其混合物等，其组为层状硅酸盐。丁基橡胶聚合物分子链可以进入硅酸盐晶粒中，形成聚合物和硅酸盐片层交替排列的复合材料。制备纳米粘土有机复合物一般采用插层复合的方法。插层复合法是制备纳米粘土/聚合物复合材料的一种重要方法，也是当前材料科学研究的热点。它是将单体或聚合物插进层状硅酸盐片层之间，进而破坏硅酸盐的片层结构，剥离成厚度为1nm，长、宽为100nm的基本单元，并使其均匀分散在聚合物基体中，实现高分子与层状硅酸盐片层在纳米尺度上的复合。与丁基橡胶材料相比，这种复合材料显示出了更优异的力学性能、热性能和气体阻隔性能。这种复合材料应用于轮胎气密层，可以使透气率降低
