由于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料具有优异的性能,如优异的力学性能、热稳定性、阻燃性、耐溶剂性以及对气体的高阻隔性等,在汽车、交通、家电、建材、机械、包装等国民经济各个领域及电子信息、生物技术、航空航天、新能源等高新技术领域具有广泛的应用前景。因此聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料引起了材料研究工作者浓厚的兴趣。 虽然聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料具有众多的优异特性,但是迄今为止其工业化应用仍然很少,其原因主要是聚合物与层状硅酸盐纳米复合技术通常需要先将层状硅酸盐与季铵盐等改性剂在水悬浮液中进行繁杂的有机化改性而导致成本剧增,同时,季铵盐等改性剂与很多非极性聚合物大分子之间缺乏反应活性,导致在常规的机械混炼插层制备过程中插层效率低下。 本文研究一种新型有机改性剂,在固相状态下对蒙脱土进行有机改性,从而得到有机蒙脱土。该方法具有工艺简单、成本低、无环境污染等优点,呈现出良好的工业应用前景。 以新型有机改性蒙脱土、天然橡胶和丁苯橡胶为原料,采用机械混炼插层法分别制备了天然橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料和丁苯橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料。通过X-射线衍射、透射电镜、热重分析仪、热机械分析仪、橡胶加工分析仪等现代化测试手段研究了材料的形态、结构与性能。结果表明,改性后的蒙脱土与橡胶基体之间具有很好的相容性。在机械混炼和热硫化过程中,橡胶大分子链插入蒙脱土的层间,形成插层型纳米复合材料。改性蒙脱土与橡胶形成纳米复合材料后,橡胶的力学性能、耐老化性能、耐热性能、动态力学性能、加工性能等均得到改善。