论文部分内容阅读
本文系统地开展了SrFe12O19磁性纳米粒子的制备、表面改性以及SrFe12O19/丁腈橡胶(Nitrile Butadiene Rubber,NBR)磁性纳米橡胶的制备与性能研究。在SrFe12O19磁性纳米粒子的制备方面,研究内容主要涉及不同Fe/Sr摩尔比、焙烧温度和助熔剂添加量对粒子形貌和磁性等性能的影响;在所制SrFe12O19磁性纳米粒子表面改性方面,研究内容主要涉及表面活性剂种类和用量对改性效果的影响并进行了相关表征。将表面改性后的SrFe12O19磁性纳米粒子与NBR复合,制备SrFe12O19/NBR磁性纳米橡胶,分别考察了炭黑和增塑剂DOP用量对橡胶基体力学性能的影响,研究了不同表面活性剂改性的SrFe12O19磁性纳米粒子以及磁性纳米粒子添加量对磁性橡胶力学性能和磁性能的影响,研究并改善了磁性橡胶的耐老化性能。研究结果表明,采用化学共沉淀法和熔盐法相结合制备的SrFe12O19磁性纳米粒子具有高纯度、形貌规整和磁性能优异等特点。红外测试、接触角测试和SEM测试结果表明,硅烷偶联剂Si69、钛酸酯偶联剂TM-200s和TM-38s能与SrFe12O19粒子表面发生化学作用,提高磁性粒子与高分子的相容性,以TM-200s为代表初步研究了磁性纳米粒子在TM-200s的作用下与高分子材料相互作用的机理。橡胶物理力学性能研究结果表明,随着炭黑含量的增加,橡胶拉伸强度和扯断伸长率先增大后减小,在炭黑用量为40份时,橡胶综合物理力学性能最佳;随着DOP用量的增加,橡胶拉伸强度和定伸应力小范围内逐渐降低,扯断伸长率先增大后减小,在DOP用量为20份时,橡胶综合物理力学性能最佳。偶联剂Si69和钛酸酯偶联剂TM-38s可有效改善SrFe12O19粒子和橡胶基体的相容性,从而大大提高磁性橡胶的物理力学性能。随着SrFe12O19粒子添加量的增加,磁性橡胶的扯断伸长率逐渐降低,定伸应力逐渐增加,而拉伸强度先增大后减小,表明添加小剂量SrFe12O19粒子时,SrFe12O19粒子具有一定的补强效果,添加高份数时,磁性粒子破坏了炭黑与NBR的网链结构,导致磁性橡胶力学性能大幅下降。磁性橡胶磁性能研究结果表明:随着SrFe12O19粒子添加量的增加,磁性橡胶饱和磁化强度和剩余磁化强度逐步增加,矫顽力基本保持不变。通过小范围内增加防老剂4010NA、防老剂RD和液体石蜡用量,磁性橡胶老化性能得到大大改善,从而制备出物理力学性能、耐老化性能和磁性能优异的SrFe12O19/NBR磁性纳米橡胶。