橡膠基納米復合材料的力學與老化性能研究.pdf

1、本文利用機械共混的方法制備了納米ZnO/NR、納米ZnO/SBR、納米CaCO3/NR和納米CaCO3/SBR四種復合材料。探討了納米ZnO和納米CaCO3作為填料使用時不同用量對膠料加工性能、硫化性能、力學性能、耐熱氧老化性能、耐紫外老化性能的影響，并與普通填料進行比較。實驗通過掃描電鏡(SEM)觀察納米填料在橡膠中的分散性；通過橡膠加工分析儀(RPA)考察納米填料對橡膠加工性能和動態(tài)粘彈性能的影響；通過熱失重分析儀和應力松弛實驗研究

2、納米填料改善橡膠耐熱氧老化和耐紫外老化性能的機理。實驗結果表明：經(jīng)表面處理的納米ZnO和納米CaCO3在NR和SBR中都可以均勻分散，粒徑在100nm左右。 納米ZnO和納米CaCO3的加入均改善了復合材料的耐熱氧老化性能。100℃×48小時老化后，納米ZnO/NR和納米ZnO/SBR復合材料的拉伸性能保持率為90.64﹪和86.7﹪，分別比普通ZnO提高10﹪和15﹪；納米CaCO3/NR復合材料的拉伸性能保持率為87.4﹪，

3、比普通CaCO3提高8﹪；納米CaCO3/SBR復合材料的拉伸性能保持率與普通CaCO3基本相同；并且防護效果隨納米填料用量的增加而提高。 納米ZnO的加入提高了復合材料的耐紫外老化性能，在40℃下(紫外波長為275～360nm，150W)照射72小時后，納米ZnO/NR和納米ZnO/SBR復合材料的拉伸性能保持率為96.8﹪和55.3﹪，分別比普通ZnO提高9.2﹪和12﹪；納米CaCO3/NR復合材料的拉伸性能保持率為81.

4、7﹪，比普通CaCO3提高9.5﹪；隨納米填料用量增加，紫外防護效果提高。納米CaCO3僅對NR起到紫外防護效果，在SBR中幾乎沒有防護作用。 納米ZnO和納米CaCO3對復合材料的撕裂強度均有補強作用，提高約在300﹪左右；對拉伸強度，在SBR中略有補強作用，提高約1MPa左右，而在NR中，納米填料基本無補強作用，拉伸強度略有下降趨勢。 與普通ZnO相比，納米ZnO改善了NR的加工性能，用量25phr時膠料的門尼粘度下