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《埃洛石及蒙脫土改性汽車用pp和sbrbr的制備及性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中圖分類號(hào)：TQ32；TQ33論文編號(hào)：102870615-B011學(xué)科分類號(hào)：080503博士學(xué)位論文埃洛石及蒙脫土改性汽車用PP和SBR/BR的制備及性能研究研究生姓名包祖國(guó)學(xué)科、專業(yè)材料加工工程研究方向高分子復(fù)合材料指導(dǎo)教師陶杰教授南京航空航天大學(xué)研究生院材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二О一五年九月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyPreparationand
2、PropertiesofHalloysiteandMontmorilloniteModifiedPPandSBR/BRUsedinAutomobilesAThesisinMaterialsProcessingEngineeringbyZuguoBaoAdvisedbyProfessorJieTaoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophySeptember,2015承諾書本人聲明所呈交的博士學(xué)位論文是本
3、人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：2015.12.23南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文摘要在高分子基體中添加異質(zhì)填料，是常用的改性高分子材料的方法。近年來，納米尺度的填料成
4、為了高分子增強(qiáng)改性的熱點(diǎn)。對(duì)于汽車內(nèi)飾所用的塑料高分子來說，使用納米填料可以在實(shí)現(xiàn)高分子材料增強(qiáng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)增韌，有些納米填料還能賦予材料阻燃方面的性能。這些性能的改進(jìn)對(duì)于汽車減重和安全性提升意義重大。對(duì)汽車輪胎所用的橡膠而言，使用納米填料可以改善材料的抗拉、抗撕裂、耐磨等性能，還可以降低總的填料用量，從而降低輪胎的滾動(dòng)阻力，這對(duì)提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性具有重要的作用。本課題研究采用納米埃洛石改性聚丙烯（PP）復(fù)合材料并對(duì)其增強(qiáng)效果和阻燃性能進(jìn)行評(píng)估。首先，研究了埃洛石的表面處理對(duì)PP增強(qiáng)作用和原理；其次，考察了添加埃洛
5、石及其改性處理對(duì)PP結(jié)晶性能的影響和對(duì)復(fù)合材料加工過程工藝的影響；此外，探索了埃洛石的阻燃處理方法及與蒙脫土復(fù)配后對(duì)PP阻燃性能的影響。本課題還研究了納米蒙脫土改性丁苯/順丁橡膠（SBR/BR）復(fù)合材料的制備及其在輪胎胎面膠中的應(yīng)用性能。首先，研究高效的乳液共混方法，即能保證蒙脫土良好分散性及插層結(jié)構(gòu)；其次，分別研究現(xiàn)有的炭黑或白炭黑填料體系對(duì)蒙脫土/丁苯/順丁橡膠物理性能和胎面膠應(yīng)用性能的影響規(guī)律。得出的主要結(jié)論如下：（1）采用濕法改性和干法改性方法對(duì)埃洛石進(jìn)行偶聯(lián)處理，兩種方法均能將偶聯(lián)劑成功接枝于埃洛石表面。
6、濕法改性中，水溶液體系改性的埃洛石（WMHA）比甲苯溶液體系（TMHA）改性效率更高、效果更好。改性處理可提高埃洛石的分散性和與PP基體的界面相容性，但對(duì)埃洛石晶體結(jié)構(gòu)和其填充的復(fù)合材料晶體結(jié)構(gòu)均無明顯影響。復(fù)合材料的流變行為分析進(jìn)一步證實(shí)了偶聯(lián)處理能提高埃洛石在基體中的分散性，并強(qiáng)化埃洛石與PP基體的相互作用。埃洛石及偶聯(lián)處理還可提高復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，明顯提高PP的熱分解溫度。最后，對(duì)復(fù)合材料中WMHA的添加量進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)WMHA添加量為2%時(shí)綜合性能達(dá)到最佳。（2）采用差示掃描量熱儀（DSC）和熱臺(tái)偏光顯微
7、鏡（HS-POM）研究了埃洛石及其改性處理對(duì)PP結(jié)晶性能的影響。結(jié)果表明，埃洛石可縮短PP成核誘導(dǎo)時(shí)間，明顯提高總體結(jié)晶速率和結(jié)晶度。埃洛石對(duì)PP結(jié)晶的促進(jìn)作用在偶聯(lián)處理后獲得進(jìn)一步強(qiáng)化。在非等溫結(jié)晶中，埃洛石可提高PP的結(jié)晶溫度范圍，提前完成結(jié)晶過程，并形成較細(xì)的晶粒組織。采用Avrami和Ozawa提出的動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法，可準(zhǔn)確計(jì)算復(fù)合材料等溫和非等溫結(jié)晶過程的動(dòng)力學(xué)常數(shù)。采用HS-POM分別對(duì)成核和生長(zhǎng)兩個(gè)過程進(jìn)行研究，結(jié)果表明，復(fù)合材料的成核速率均較純PP有大幅提高，在埃洛石經(jīng)過表面處理后，這一趨勢(shì)更加明顯。
8、而球晶生長(zhǎng)速率僅與溫度有關(guān)，不受冷卻方式、冷卻速度、填料分散性和表面狀態(tài)的影響。（3）在埃洛石偶聯(lián)處理的基礎(chǔ)上，在其內(nèi)表面繼續(xù)進(jìn)行螺環(huán)磷酸酯二酰氯（SPDPC）接枝，I埃洛石及蒙脫土改性汽車用PP和SBR/BR的制備及性能研究接枝后的埃洛石（FRHA）在PP基體中分散良好，接枝反應(yīng)不影響其增強(qiáng)效果。FRHA在330~370oC發(fā)生縮合反應(yīng)，利于形成炭層。采用
