利用靜電界面制備高性能蒙脫石/氫化丁腈橡膠

張繼華,王 超,皂偉濤,李 莉,劉小艷,楊 元,王 昊

(航天材料及工藝研究所,北京 100076)

橡膠是一種具有高彈性特征的高分子材料,廣泛應用于密封件、阻尼器和輪胎等工程產品中[1].純橡膠的力學性能普遍偏低,嚴重制約了其應用.橡膠補強技術一直是橡膠類材料的研究重點.納米增強技術是最常用的一種橡膠補強方法[2,3],是將納米填料以一定的工藝填充到橡膠中獲得納米復合材料的方法.當橡膠復合材料受到外力作用時,分散良好的納米填料可有效約束橡膠分子的鏈滑移,實現橡膠的力學強韌化.由于納米填料具有高的比表面積,過量的納米填料在橡膠中容易團聚,因此不僅會降低補強作用,而且還會造成加工方面的困難[4].納米填料/橡膠間的界面對其補強能力有關鍵性影響[5],強的納米填料/橡膠界面可以有效傳遞應力,提高補強效果,同時改善填料的分散性; 而弱的界面則會加劇填料的聚集,降低補強效果.因此,如何提高納米填料與橡膠間的界面作用一直是橡膠納米增強技術中值得挑戰的研究熱點[6].

在眾多的納米填料中,蒙脫石及高嶺土等二維層狀納米填料因來源廣泛且價格低廉,在納米增強橡膠技術中應用廣泛[7].將蒙脫石通過一定工藝混入橡膠中后,橡膠分子將插入到層狀蒙脫石內部,造成蒙脫石聚集體被剝離或層間距離增大,從而在橡膠中獲得單層或多層納米層狀結構,實現有效補強[8,9].天然的蒙脫石表面……