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本论文研究了天然橡胶(NR)/改性高岭石(MKL)复合材料的性能及其微观结构。
采用机械混炼法制备了块状NR/未改性KL复合材料NR/KL，随着高岭石用量的增加，二者混炼困难，其硫化胶的力学性能较差。SEM分析表明NR与KL粒子相容性不好，KL以粒径较大的团粒存在与NR基体中，二者发生相分离。用LAK/KOH协同改性高岭石，以凝聚共沉法制备改性高岭石填充型天然橡胶复合材料C(NR/MKL)。研究了改性剂浓度、温度、高岭石用量等因素对硫化胶力学性能的影响，结果表明，C(NR/MKL)硫化胶的力学性能较NR/KL硫化胶有较大提高，MKL对NR起到了良好的补强作用。用SEM电镜对硫化胶的拉伸断面进行分析，发现改性后高岭石粒子细化，且与NR基体的相容性增加，二者结合紧密，故所得的硫化胶性能较好
用LAK/KOH/稀土化合物(RE)协同改性高岭石，用凝聚共沉法制备了稀土掺杂型C(NR/MKL-RE)复合材料。研究了稀土种类及用量、高岭石用量等因素对硫化胶力学性能的影响。结果表明，C(NR/MKL-RE)硫化胶具有优异的力学性能，尤其300％定伸应力和拉伸强度有大幅度的提高，硫化胶的力学性能在RE用量为0.75～3.0phr的范围内能达最佳值，超过炭黑胶和粘土/NR纳米复合材料的力学性能。以扫描电镜(SEM)对)硫化胶拉伸断面进行分析，发现高岭石以表面覆盖了一层完整的橡胶薄膜的片状物存在。在拉伸过程中，裂缝并非在改性高岭石粒子的表面通过，而是在改性高岭石粒子外的NR基体中通过，从而留下了一层NR薄膜。这种断裂方式需打断NR分子链的碳-碳键，消耗的能量更多，从而提高了硫化胶的力学性能。此外，还利用DSC、DMA等现代测试手段对硫化胶进行了测试和表征，结果发现C(NR/MKL-RE)硫化胶中NR分子链具有两种不同的聚集态结构。
以NR胶乳和硅溶胶为原料，用溶胶-凝胶法制备了C(NR/ASC)复合材料。研究了复合材料的结构与性能，根据SEM、DMA、DSC的测试分析结果建立了C(NR/ASC)复合材料的结构模型和C(NR/MKL-RE)复合界面模型，揭示了其补强机理。
本试验采用凝聚共沉法制备高岭石/NR复合材料，其工艺简单，易于操作，并且不会造成环境污染，所制得的复合材料性能优异，因此具有重要的理论和实际意义。