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聚合物/蒙脱土纳米复合材料是一种性能优异、具有广泛应用前景的新型复合材料。由于纳米分散相比表面积大、界面相互作用强,纳米复合材料比常规复合材料有更优异的力学、热学、电、磁、光学和气/液阻隔性能。因此,制备纳米复合材料是获得高性能复合材料的重要方法之一。目前,国内外已有许多方法成功地制备了相应的纳米复合材料,但都存在着反应复杂、不易控制、粘土含量高时无法均匀分散、成本高等缺点。本文通过对天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的研究,可以提高天然橡胶的综合性能,解决目前制备方法中存在的问题,扩大其生产及应用领域,具有一定的理论意义和应用价值。 采用多溶剂分散法制备有机蒙脱土悬浮液,并分别与天然浓缩胶乳和天然鲜胶乳混合制备天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料。X-射线研究结果表明,有机土的层间距增加,可以认为胶乳粒子已经进入到有机土片层中,制得的复合材料为剥离型纳米复合材料。电镜研究结果表明,被剥离开的有机土片层厚度约为100~200纳米,且能在天然橡胶基体中均匀分散。当有机土填充量在6%~8%左右时,复合材料的300%和500%定伸应力分别由原来的2.0MPa和4.1MPa提高到3.7MPa和11.9MPa,提高了87%和190%;拉伸强度由原来的17.3MPa提高到25.8MPa,提高了49.5%;撕裂强度由原来的28.3MPa提高到31.8MPa,提高了11.9%,扯断伸长率下降不大,材料具有优异的综合性能。 用二次回归正交旋转组合设计研究了有机土浓度、分散剂浓度、胶乳浓度和有机土填充量四个主要因子对复合材料性能的影响,得到具有实际生产指导意义的回归模型,并研究了各因子交互作用下对材料性能的影响。结果表明,有机土浓度取7%范围左右,分散剂浓度取50%范围左右,胶乳浓度取20.1%范围左右,有机土填充量取7%范围左右可以使复合材料的拉伸强度达到最佳值。