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天然橡胶(NR)是非极性不饱和橡胶,主要成分是顺式-1,4-聚异戊二烯,具有高弹性、柔韧性、自补强性、相当高的拉伸强度和撕裂强度、较好的电绝缘性、耐酸碱腐蚀性、耐极性介质渗透性等优良特性和优异的加工性能。但是NR的刚性强度低、硬度低、不耐磨、不耐环境老化。未硫化的NR高温下变软乃至黏流,不能保持必要的形状和性能;低温下变硬。因此生胶必须经过加工之后才能具有应有的使用性能,主要采用加入配合剂的方法改性NR。当初次使用某种生胶或配合剂时,使用基础配方检验其基本的加工性能和物理性能。试验采用基础配方(即标准配方),选用蛭石的精矿粉填充改性NR。在NR中加入粘土可显著提高材料的力学性能、耐热性、阻隔性等特殊性能。蛭石是2:1型粘土矿物,具有离子性、极性和亲水性,与NR相容性差。试验采用十六烷基三甲基溴化铵对蛭石进行有机改性,增大其亲油性,改善其与NR的相容性,以便其较好地分散在NR中,改善NR的性能。试验采用X射线粉晶衍射(XRD)和红外光谱(IR)对蛭石原土和有机蛭石进行了表征。
采用混炼法,将蛭石及其它配合剂与NR按照一定的胶料顺序共混,采用XRD研究了有机蛭石颗粒在NR中的解离分散状况和结构,采用示差扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)研究了蛭石填充NR共混物的热稳定性和抗冻性,并考察了硫化NR/蛭石复合物的力学性能。XRD分析发现,在NR共混物中蛭石被分散成了由几个晶层组成的薄片,甚至剥离成单个晶层,且分散较均匀。在NR/蛭石=95/5(质量比)的共混物中,蛭石的剥离程度最大,分散最好。TG分析表明,共混物中NR热分解温度随蛭石用量增大先升高后降低。在NR/蛭石=85/15(质量比)时,NR开始分解的温度最高,开始剧烈分解的温度达到最高值为366.7℃。DSC分析显示,蛭石可以降低NR的玻璃化温度,提高NR抗冻性,Tg随蛭石用量的增加先降低后升高,在NR/蛭石=85/15时达到最低值-62.8℃。硫化NR的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度随蛭石用量增加先升高后降低,在NR/蛭石=85/15时分别达到最大值24.09MPa、630.0、123.7kN/m。硫化NR的邵氏A硬度随蛭石用量增加而增大。这说明适量的蛭石可以改善NR的热稳定性、耐寒性和力学性能。蛭石/NR制品为浅色。有机蛭石为纳米粉体。