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本文在不添加插层剂的情况下,将蒙脱土原土(MMT)与丁腈胶乳(NBR)在水相中高速搅拌,使蒙脱土原土在稀释的丁腈胶乳基体中均匀分散。制备了丁腈胶乳/蒙脱土原土杂化物。探讨了搅拌时间、反应温度、蒙脱土原土用量、丁腈胶乳浓度对反应的影响。结果表明,在搅拌时间为3h、反应温度为常温、蒙脱土原土用量为5phr、丁腈胶乳浓度为10％时,可获得以剥离结构为主的丁腈胶乳/蒙脱土原土杂化物。当蒙脱土原土的用量为5phr时,该杂化物的硫化性能和力学性能接近丁腈胶乳/有机改性蒙脱土(OMMT)杂化物。
以丁腈胶乳/蒙脱土原土杂化物为增强增韧剂,通过熔融共混,制备了聚氯乙烯(PVC)/NBR/MMT复合材料。研究了丁腈胶乳/蒙脱土原土杂化物对PVC/NBR/MMT复合材料的力学性能和热稳定性的影响。随着杂化物中蒙脱土原土用量的增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量先增大后减小,在蒙脱土原土用量为5phr时,复合材料的综合性能达到最佳。热重分析(TGA)结果表明,PVC/NBR/MMT复合材料的热稳定性随杂化物中蒙脱土用量的增加而提高,在蒙脱土用量为5phr时,热稳定性最好。PVC/NBR/MMT复合材料的力学性能和热稳定性达到或超过PVC/NBR/OMMT复合材料。原因可能是在制备复合材料的熔融共混过程中,OMMT中的季铵盐的存在促进了PVC的热降解。
PVC/NBR/MMT复合材料的制备节约了资源,简化了制备工艺,因此,它比PVC/NBR/OMMT复合材料更有实际应用价值。
采用丁腈胶乳/蒙脱土原土(NBR/MMT)杂化物作为第三组分加入PVC/ABS共混体系中,经熔融共混制备了PVC/NBR/MMT/ABS复合材料。研究了NBR/MMT杂化物的用量对复合材料力学性能的影响。结果表明,当NBR/MMT用量在15phr时,PVC/NBR/MMT/ABS复合材料的冲击强度提高近3倍,其综合力学性能达到最佳值。
研究了PVC/NBR/MMT/ABS、PVC/NBR/MMT和PVC/NBR/OMMT三种复合材料以及PVC、ABS的毛细管流变性能。熔体的表观活化能、非牛顿指数、表观粘度的结果表明,PVC/NBR/MMT/ABS的加工流动性得到明显改善,热稳定性有所提高。
SEM和TEM观察结果表明,在PVC/NBR/MMT/ABS复合材料中,蒙脱土在聚合物基体中的分散比较均匀,较少出现大量团聚的现象,且蒙脱土片层以一定的取向分布；PVC基体与各分散相界面模糊,各相畴之间有良好的相容性。讨论了聚合物与蒙脱土的插层与剥离模型。这对研究蒙脱土在多元体系中的作用机理,以及层状硅酸盐的剥离和插层机理的研究具有较高的理论价值。对改性新型复合材料的研究和发展也有一定的理论指导意义和现实意义。