论文部分内容阅读
本论文以新型的纳米氢氧化镁粉体作为研究对象,首先考察了影响纳米粉体在橡胶基体中分散的主要因素,利用SEM (scanning electronic microscopy), TEM (transmission electronic microscopy) 研究了纳米氢氧化镁粉体在不同粘度及不同极性橡胶基体(丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶)中的分散状态。结果表明,聚合物基体的粘度和聚合物基体同纳米粉体间的表面能匹配程度对纳米粉体最终的分散状态有着重要的影响,特别是表面能匹配程度。结合现有的关于分散的最为先进的模型和本文的研究结果,提出了一个修正模型以引入表面能间匹配程度这一因素对纳米粉体分散的影响,该模型可以很好地解释本文的研究结果。其次,采用RPA(Rubber Processing Analyzer)分析了纳米氢氧化镁粉体在这四种橡胶基体中的网络结构(Payne效应),结合SEM和TEM的观察结果,提出了纳米粉体在橡胶中的分散结构模型。聚合物基体的粘度越高、表面能匹配程度越好,纳米粉体的分散越精细,越易形成柔性网络(结点数量多,结点为受限高分子或纳米小颗粒);聚合物基体的粘度越低,表面能匹配程度越差,在低填充量时,纳米粉体在体系中越易生成大聚集体和少量的局部网络结构,在高填充时,体系中越易形成由大聚集体直接聚集而成粗壮的网络结构(结点数量少,结点为“强刚性”连接)。 <WP=4>最后,研究了纳米氢氧化镁∕橡胶复合材料的力学性能和阻燃性能;考察了不同粒径的Mg(OH)2∕EPDM复合材料的结构与性能,并与Al(OH)3∕EPDM复合材料的力学性能和阻燃性能进行了对比。纳米粉体的分散越好,与基体的界面作用越强,复合材料的力学性能越好。表面处理可以显著地改善纳米粉体的分散,加强界面作用从而提高了复合材料的强度。粒径对复合材料的力学性能和阻燃性能有着显著的影响,粉体的粒径越小,复合材料的力学性能和阻燃性能越好。氢氧化镁∕EPDM复合材料的综合性能优于氢氧化铝∕EPDM复合材料的。