聚合物/无机物纳米复合材料是近年来聚合物领域的研究热点,展现了一条大幅度提高现有聚合物材料性能和研制新材料的广阔道路。本论文在本课题组前期工作的基础上,首次将具有天然纳米管结构的埃洛石纳米管(Halloysite nanobubes,HNTs)应用于天然橡胶(natural rubber,NR),通过直接混炼法制备了具有新型结构和性能良好的NR/HNTs复合材料,同时通过添加粘合剂RH进行界面改性和将埃洛石与白炭黑并用两种方式,进一步完善了HNTs补强NR体系,对三种复合材料体系的制备、结构与性能进行了较为系统的研究。 通过直接混炼法制备的NR/HNTs复合材料中,HNTs分散较均匀。随着HNTs含量的增加,复合材料的定伸应力、撕裂强度和硬度升高,扯断伸长率下降,而拉伸强度则在HNTs含量超过10phr以后呈降低趋势。随着HNTs含量的增加,NR/HNTs混炼胶硫化时,最大转矩逐渐增大,焦烧时间和正硫化时间缩短。复合材料的硫化胶在玻璃态的模量明显增加,玻璃化温度略有升高,转变区的损耗值显著降低。HNTs还能提高NR/HNTs复合材料的热分解稳定性,改善耐热氧老化性能和耐磨耗性能,但会对耐曲挠龟裂性能产生不利影响。 直接混炼法制备的NR/HNTs/RH复合材料,随着RH含量的增大,其定伸应力和撕裂强度显著提高,断裂伸长率和永久变形明显降低,当RH含量超过4phr时,拉伸强度逐渐下降。RH可以增进NR与HNTs之间的界面粘合,但使得HNTs更易粘结成束,在基体中分散变差。适量RH的加入,可以加快胶料的硫化速率,提高橡胶的交联密度。NR/HNTs复合材料中加入RH,玻璃化温度向高温方向移动,玻璃化温度以下的弹性模量E和玻璃化转变区内耗峰强度(tanδ)均增加。NR/HNTs(100/40)复合材料中,添加4份RH为宜。 将HNTs和SiO2并用,制备了NR/HNTs/SiO2复合材料。结果表明,与SiO2比较,HNTs可更加有效地提高NR的模量、硬度和拉伸强度,但伸长率略低；而白炭黑补强的NR的撕裂强度明显较高。当HNTs和SiO2等量并用时,复合材料同时获得了较高的拉伸强度、模量、硬度和撕裂强度。含有机改性剂T的NR/HNTs/SiO2/T复合材料的综合力学性能、两种填料在基体中的分散程度和体系的加工性能都得到更好的改善。