三元乙丙橡胶／蒙脱土纳米复合材料Ⅰ：制备、表征及流变性能.pdfVIP

研究报告 弹性体，2002．12-25，12(6)：14～18CHINA ELAST0MERICS 三元乙丙橡胶／蒙脱土纳米复合材料* I 制备、表征及流变性能 郑 华 ，彭宗林 ，张 勇 一 ，张隐西 ，林鸿福 (1．上海交通大学 高分子材料研究所，上海 200240；2．浙江丰虹粘土化工有限公司，浙江 安吉 313300) 摘 要：用熔融插层和丙烯酰胺作为桥联剂成功地制备了三元乙丙橡胶(EPDM)／蒙脱土(MMT)纳 米复合材料。x射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的结果表明，形成的纳米复合材料为剥离型。研究 了丙烯酰胺在该纳米复舍材料制作中的桥联作用及材料的流变性能。结果表明：选择丙烯酰胺作为桥 联剂。完全可以在熔融状态下制备 EPDM／MMT纳米复合材料。随着有机粘土加入量的增加，复合体系 的粘度降低，加工性能改善，而交联密度在经历最大值后下降。有机蒙脱土具有延迟硫化和促进硫化的 双重功效。复合材料的力学性能有了极大的提高，这些性能与蒙脱土的精细分散结构有着密切的关系。 关键词：三元 乙丙橡胶；蒙脱土；纳米复舍材料；熔融插层；桥联；交联密度 中图分类号：TQ 333．4 文献标识码：A 文章编号：1005．3174(2002)06—0014．05 纳米材料是纳米科学的一个重要的研究发展 未经处理的蒙脱土只能与聚乙烯醇等极性聚合物 方向。近年来，纳米科学已在许多科学领域引起 复合，从而大大限制了插层聚合物的种类，但这种 了广泛重视，成为材料科学研究的热点。许多科 限制可以通过硅酸盐的有机改性所克服。EPDM 学家认为它是 21世纪最有前途的材料之一…。 由于其优异的耐老化性得到广泛的应用，但由于 聚合物纳米复合材料是以聚合物为基体(连续 其主链上不含有极性基团和可反应性官能团，因 相)，填充颗粒以纳米尺度(小于 100 am)分散于 此，具有高极性表面的蒙脱土，尽管经有机改性后 基体中的新型高分子材料。少量纳米级的层状硅 仍难以以纳米尺度分散在 EPDM基体中L2 』。 酸盐填充和分散到聚合物中是一种特别有前景的 自Giannelis[4]等发明熔融插层法制备纳米复合材 材料，它们所具有的物理、化学和机械性能是任何 料以来，该方法由于其多面性、与现代加工方法的 常规和微米级无机填料所不能达到的。蒙脱土属 相协调性以及不使用有机溶剂、对环境友好而倍 2：1层状硅酸盐，是由两层硅氧四面体与一层铝 受青睐。 氧八面体熔接而成，两者之间靠共用氧原子连接， 1 实验部分 这种每层厚度大约在 1 nm的紧密堆积结构使其 具有高度有序的晶格排列，是一种天然的纳米复 1．1 主要原材料 合材料。蒙脱土层内发生的同晶置换现象令其表 EPDM：牌号 ND4770，美国杜邦公司产品， 面带有负电荷，过剩的负电荷可以通过层间吸附 ENB型，ML： =70；钠基蒙脱土(Na—MMT)： 可交换的K 、Ca“、Mg 等阳离子平衡。显然， 浙江丰虹粘土化工公司产品，阳离子交换容量 110 mequiv／lO0 g；有机蒙脱土(OMMT)：本实验 收稿日期：2002—08．08 作者简介：郑华(1965一)，女，辽宁沈阳人，上海交通大学 室自制；插层剂：双(2一羟乙基)甲基十二烷基氯 化学化工学院博士研究生，主要从事粘土增强橡胶方面 化铵，荷兰阿克苏诺贝尔表面化学公司产品；丙烯 的研究。 *基金项目：国家自然科学基金资助项目(599