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本论文利用流变学和显微学方法研究了纳米填料对溶聚丁苯橡胶/低异丙烯基含量聚异戊二烯(SSBR/LPI)弹性体共混体系相行为的影响,探讨了剪切场下及剪切停止后,填料的含量和几何结构对共混体系相分离温度、相分离动力学以及相形貌演化的影响。 论文中首先利用流变学和光学方法研究了静态条件下蒙脱土(OMMT)对SSBR/LPI共混体系相分离行为的影响。研究结果表明,OMMT可以有效地减慢共混体系的相分离动力学过程,降低表观相分离温度,减小分散相的尺寸。润湿参数分析的结果表明,OMMT可以分散在两相界面处并且起到增容剂和物理阻隔作用,有效地抑制了相区的粗化和聚并,稳定共混体系的相形貌。论文中同时利用Palierne模型和Gramespacher-Meissner(G-M)模型分析了动态频率扫描的数据,证明了OMMT可以降低界面张力,并抑制了液滴相的松弛行为。最后,我们提出一个简单直观的“海-网-鱼”模型,论述了OMMT的物理阻隔效应对相分离过程中相形貌演化的影响。 论文的第二部分利用流变-光学的方法研究剪切场下及剪切停止后气相二氧化硅(SiO2)对SSBR80(80/20 SSBR/LPI)体系相形貌演化和流变行为的影响。弱剪切作用下,SiO2纳米粒子可以起到界面改性剂和物理阻隔作用,有效地抑制了相区的聚并,导致体系内形成尺寸和变形程度都很小的液滴相。强剪切作用下,SiO2纳米粒子起到界面改性剂的作用,不会影响到体系内细丝相的形成。剪切停止后,SiO2不会改变共混体系的相分离机理,但会减慢取向液滴相的松弛行为,稳定共混体系的相形貌。 论文的第三部分对比研究了剪切场下填料的几何结构对共混体系相形貌的影响。形貌观察的结果表明,与SSBR/LPI/SiO2体系的相形貌相比,弱剪切作用下SSBR/LPI/OMMT体系内形成细长的相形貌;在强剪切作用下SSBR/LPI/OMMT体系内形成界面非常模糊的细丝相。分析认为,这些差异与填料几何结构和剪切强度决定的填料分散状态有关。OMMT具有大的各向异性比,而且不易弯曲,在剪切场下容易发生取向。取向的OMMT可以覆盖更大面积的界面,更有效地起到增容作用和物理阻隔作用。剪切停止后,OMMT有序到无序的转变过程加快了细丝相的松弛过程并决定了新形成液滴的取向方向。