有机黏土纳米增强弹性体复合材料

第一篇基础篇

第1章层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的研究进展2

1.1层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的研究进展2

1.1.1聚合物增强技术的研究进展2

1.1.2层状硅酸盐的结构、性质、有机化及应用3

1.1.3层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的制备方法7

1.1.3.1原位插层聚合法7

1.1.3.2熔体插层法8

1.1.3.3溶液插层法9

1.1.3.4乳液法10

1.1.4层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料插层理论分析11

1.1.5层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的结构12

1.1.6层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的性能15

1.1.6.1气体阻隔性16

1.1.6.2力学性能19

1.1.6.3热稳定性及阻燃性能21

1.1.6.4导电性22

1.1.6.5生物降解性22

1.1.6.6光-电性能23

1.2橡胶气体阻隔性能的研究进展24

1.2.1简介24

1.2.2（卤化）丁基橡胶25

1.2.3现有内胎使用胶料结构与性能比较26

1.3聚合物基复合材料的气体渗透性能与机理研究进展27

1.3.1气体在聚合物中的溶解机理27

1.3.1.1温度和压力的影响27

1.3.1.2玻璃化转变温度的影响28

1.3.1.3结晶和填料的影响29

1.3.1.4研究方法及模型29

1.3.2气体在聚合物中的扩散机理30

1.3.2.1聚合物结构的影响31

1.3.2.2温度的影响31

1.3.2.3结晶和填料的影响32

1.3.2.4研究方法及模型32

1.4加工过程对微观相态结构的影响33

1.4.1热塑性基体33

1.4.2热固性基体35

1.4.2.1热固性塑料35

1.4.2.2橡胶35

第二篇应用篇

第2章IIR/有机黏土纳米复合材料的制备、结构与性能40

2.1溶液插层法制备有机黏土/IIR纳米复合材料的结构40

2.2熔体插层法制备有机黏土/IIR纳米复合材料的结构43

2.3有机黏土/丁基橡胶纳米复合材料的力学性能45

2.4有机黏土/丁基橡胶纳米复合材料的气体阻隔性能47

2.4.1填料形状对IIR纳米复

3.2有机黏土/BIIR纳米复合材料的结构55

3.3有机黏土/卤化丁基橡胶纳米复合材料的性能58

3.3.1有机黏土/氯化、溴化丁基橡胶纳米复合材料的力学性能58

3.3.2有机黏土/氯化、溴化丁基橡胶纳米复合材料的Payne效应62

3.3.3有机黏土/氯化、溴化丁基橡胶纳米复合材料的气体阻隔性能66

第4章预膨胀有机黏土与机械共混法制备IIRCN68

4.1预膨胀有机黏土与机械共混法制备IIRCN的微观相态结构68

4.2预膨胀有机黏土与机械共混法制备IIRCN的力学性能74

4.2.1采用不同方法制备IIRCN的力学性能74

4.2.2IIR/不同有机溶剂预膨胀有机黏土纳米复合材料的力学性能75

4.2.3黏土变量对采用预膨胀有机土与机械共混法制备的IIRCN力学性能的影响75

4.3预膨胀有机黏土与机械共混法制备IIRCN的气体阻隔性能76

4.3.1不同方法制备的IIRCN的气密性能76

4.3.2黏土变量对采用预膨胀有机黏土与机械共混法制备的IIR/有机黏土纳米复合材料气体阻隔性能的影响77

第5章丁基橡胶/不同碳链长度表面改性剂改性的黏土纳米复合材料的结构与性能79

5.1填料的表面改性方法以及黏土片层晶层间距的影响因素79

5.1.1改性方法79

5.1.1.1用表面改性剂处理无机黏土79

5.1.1.2用偶联剂处理黏土80

5.1.2黏土片晶层间距的影响因素81

5.1.2.1阳离子交换容量对层间距的影响81

5.1.2.2碳链长度对晶层间距的影响81

5.2采用熔体插层法制备丁基橡胶/不同碳链长度的表面改性剂改性黏土纳米复合材料82

5.2.1不同碳链长度表面改性剂改性黏土的结构式83

5.2.2不同碳链长度表面改性剂改性黏土的XRD分析83

5.2.3不同碳链长度表面改性剂改性黏土制备的IIRCN的结构表征84

5.2.4不同碳链长度表面改性剂改性黏土制备的IIRCN的力学性能87

5.2.5不同碳链长度表面改性剂改性黏土制备的IIRCN的气密性能89

第三篇理论篇

第6章硫化前后橡胶/黏土纳米复合材料微观结构的变化92

6.1不同方法制备的IIR/有机黏土复合体系硫化前后微观结构的变化93

6.1.1溶液插层法93

6.1.2熔体插层法94

6.1.3预膨胀有机黏土与机械共混法95

6.2熔体插层法制备橡胶/有机黏土纳米复合材料98

6.2.1非极性橡胶基体/有机黏土复合体系硫化前后微观相态结构的变化98

6.2.2极性橡胶基体/有机黏土复合体系硫化前后微观相态结构的变化100

6.2.2.1BIIR/有机黏土复合体系100

6.2.2.2NBR/有机黏土复合体系101

6.3时间效应102

7.2.1IIR/有机黏土混合物的微观结构表征119

7.2.2热处理工艺对IIR/有机黏土混合物微观相态结构的影响120

7.2.2.1热处理温度的影响120

7.2.2.2微观相态结构转化机理124

7.2.2.3热处理时间的影响128

7.2.2.4压力的影响129

7.2.2.5化学交联反应的影响131

第8章橡胶/有机黏土纳米复合材料微观相态结构的改善133

8.1常压（大气压）硫化134

8.2低压硫化135

8.2.1压力大小对微观相态结构的影响135

8.2.2低压硫化IIR/有机黏土纳米复合材料的微观相态结构136

8.2.3低压硫化制备的IIR/有机黏土纳米复合材料的力学性能137

8.2.4低压硫化制备的IIR/有机黏土纳米复合材料的气体阻隔性能138

8.3高温硫化139

8.4超促进剂快速硫化139

第9章橡胶/黏土纳米复合材料在高压热处理过程中的微观结构变化141

第10章橡胶基体极性对RCNs微观相态结构的影响147

10.1极性大小不同的NBR/有机黏土纳米复合材料的微观相态结构147

10.1.1极性大小不同的NBR/有机黏土复合体系的WAXD分析147

10.1.2极性大小不同的NBR/有机黏土复合体系的TEM分析149

10.2极性大小不同的NBR/有机黏土纳米复合材料的力学性能152

10.3极性大小不同的NBR/有机黏土纳米复合材料的Payne效应153

10.4极性大小不同的NBR/有机黏土纳米复合材料的气体阻隔性能155

第11章橡胶分子结构对RCNs的微观结构与性能的影响157

11.1不同分子结构橡胶基体对应的RCNs微观结构157

11.1.1非极性橡胶IIR、SBR复合体系的微观结构分析157

11.1.2极性橡胶NBR复合体系的微观结构分析160

11.2不同分子结构橡胶基体对应的RCNs力学性能161

11.3不同分子结构橡胶基体对应RCNs的RPA测试162

11.4不同分子结构橡胶基体对应RCNs的气体阻隔性能164

参考文献167

　　本书是一本基础和应用以及理论兼顾的著作，读者对象是从事材料科学，特别是聚合物材料科学的广大教学、科研、生产专业人员，以及研究生和本科、专科的学生。本书要向读者介绍的是目前在聚合物材料领域中，无论是基础研究或工业开发都十分活跃的聚合物/层状硅酸盐（Polymer/LayeredSilicate，PLS）纳米复合材料。　　本书的结构分为三大部分，第一部分为基础篇，主要对层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的研究进展，以及层状硅酸盐/聚合物纳米复合材料的结构与性能、橡胶气体阻隔性能的研究进展等进行系统和深入的介绍。第二部分为应用篇，主要就一些聚合物/黏土纳米复合材料的制备合成、性能研究以及实际应用进行了详尽的介绍。包括IIR/黏土纳米复合材料、BIIR(CIIR)/黏土纳米复合材料等。第三部分为理论篇，主要就插层理论模型的建立等问题展开了大量的讨论。重点研究讨论了热处理工艺、橡胶基体的极性对橡胶基/黏土纳米复合材料微观相态结构的影响，提出高压是促使黏土片层发生远程聚集的推动力。通过控制成型工艺参数以及提高橡胶基体的极性等，最终能够获得分散相态理想、性能优异的橡胶/黏土纳米复合材料。