STAB与SDBS复配改性粘土制备粘土NR纳米复合材料
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STAB
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纳米
复合材料
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STAB与SDBS复配改性粘土制备粘土NR纳米复合材料,STAB,SDBS,改性,粘土,制备,NR,纳米,复合材料
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太原工业学院毕业论文开题报告学 生 姓 名：李欣欣学 号：102074440系 部：材料工程系专 业：高分子材料与工程论 文 题 目：STAB与SDBS复配改性粘土制备粘土/NR纳米复合材料结构与性能研究指导教师:梁玉蓉（教授） 2014年3月18日开题报告填写要求1开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生的“学号”要写全号（如072074123），不能只写最后2位或1位数字；4. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”；5. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 论 文 开 题 报 告一论文研究目的及意义：1、研究的目的：考察阴-阳离子复配改性的配比对粘土/NR纳米复合材料力学性能的影响、纳米粘土在橡胶基体中的分散状况以及有机粘土晶层间距与复合材料性能的对应关系。实现粘土片层在橡胶基体中的纳米级分散，最终获得综合性能优异的粘土/橡胶纳米复合材料，为寻找一种获得聚合物基纳米复合材料最佳性能的表面改性技术提供解决方案和理论依据。2、研究的意义：优良的性能以及成本较低等优点使粘土/橡胶纳米复合材料具有崭新的应用前景。其理论研究也会把人们带进一个全新的领域。对受限分子链的研究会对高分子凝聚态的研究有重要意义。可以预见，随着研究的深入开展，这种类型的复合材料的种类会越来越多，性能将会越来越优异，会更多的用于食品包装、医疗材料、灌装容器、运动器材、电子器件封装、航空航天材料等方面，为人类的生活提供更多的性能优异的新材料。我们相信粘土/橡胶纳米复合材料会给传统的橡胶工业带来一场行业性的革命。二国内外研究进展：随着现代科技的飞速发展，社会对高分子材料性能的要求越来越高且日趋多样化，单一的高分子材料己不能满足现代科技发展的需求。目前纳米复合材料是材料科学研究的热点1-3。粘土由层状硅酸盐组成，其来源广泛且价格低廉，因此国内外许多研究学者将黏土作为分散相，采用不同方法制备天然橡胶/黏土、丁腈橡胶/黏土和丁苯橡胶/黏土等多种橡胶基纳米复合材料4-8。美国 Exxon 化学公司已申请了有关制备橡胶/层状硅酸盐纳米复合材料的专利9。这类材料均显示出了优异的力学性能。聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是纳米复合材料中很重要的一部分。其在制备上与传统复合材料不同之处是其独特的插层制备科学。日本丰田中心最先研究出了尼龙6/有机粘土纳米复合材料之后，国内外对聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的研究异常活跃，日本丰田研究发展中心、美国的Comell大学、Michigan州立大学、和中国科学院化学研究所等单位对这种新型的复合材料进行了大量的研究工作，先后制备出了聚酞胺、聚酷、聚烯烃/粘土等纳米复合材料，大大改善了它们的性能。毕 业 论 文 开 题 报 告三本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1、研究的问题：(1)粘土的有机化处理；(2)制备粘土/NR复合材料；(3)复合材料的性能测试与结构表征;(4)分析总结数据，探讨改性及阴阳离子最佳配比。2、研究的途径：(1) 粘土的有机化处理1) 控制工艺参数，采用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）复配改性无机粘土。其中阳离子与阴离子按一定的配比，无机土与阳离子改性剂配比为2.5:1、2.8:1和3.0:1,无机土添加量为10phr。2)仅加入STAB阳离子改性的粘土作为参照，有机化处理相同。去离子水无机粘土恒温水浴搅拌泥浆液STABSDBS有机粘土烘干，研磨冷却抽滤AgNO3滴定滤液(2) 制备粘土/NR复合材料的制备将橡胶在双辊开炼机上进行塑炼，加入一定量的有机粘土，通过强烈的机械剪切力使得有机粘土与橡胶混合均匀；依次加入配合剂，混炼时间控制在 10min 以内，混合均毕 业 论 文 开 题 报 告匀后下片，得到橡胶/粘土混合物。将混合物于室温静置2h 左右后，利用电脑型无转子密闭硫化仪测得正硫化时间t90 。然后在平板硫化机上进行硫化，得到橡胶/粘土纳米复合材料。NR硬脂酸氧化锌促D促DM硫磺100250.50.52天然橡胶的基本配方天然橡胶硫化参数：145 10MPat90(3) 复合材料性能测试1)常规力学测试硫化胶的拉伸强度、100定伸应力、300定伸应力、扯断伸长率、撕裂强度等静态力学性能的测试均按照相应的国家标准执行。硫化胶的硬度，采用邵尔A型硬度计测量。每个试样测试三个不同位置，取平均值。 2)X 射线衍射（XRD）测试表征粘土及复合材料中粘土晶层间距。由布格拉方程式计算出其中粘土及复合材料中粘土晶层间距。3)红外测试溴化钾压片，波数为 400-4000cm-1。判定有机粘土有机改性是否成功。四论文工作进度安排：设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1查阅文献资料，确定实验方案2014-01-032014-03-182改变粘土与STAB的配比制备NR/粘土纳米复合材料2014-03-192014-03-293改变STAB与SDBS的配比制备NR/粘土纳米复合材料2014-03-302014-04-154力学性能测试，红外、XRD等结构表征2014-04-162014-05-225分析实验数据，查漏补遗2014-05-232014-06-036完成毕业论文及答辩工作2014-06-042014-06-22五主要参考文献：毕 业 论 文 开 题 报 告1 Pluta M, Galeski A, Alexandre M, et al. Polylactide/montmorillonite nanocomposites and microcomposites prepared by melt blending: structure and some physical propertiesJ. Journal of Applied Polymer Science, 2002, 86(6): 1497-1506.2 Morgan A B, Gilman J W. Characterization of polymerlayered silicate (clay) nanocomposites by transmission electron microscopy and Xray diffraction:A comparative studyJ. Journal of Applied Polymer Science, 03, 87(8): 1329-1338.3 Giannelis E P. Polymer-layered silicate nanocomposites: synthesis, properties and applicationsJ. 1998.4 彭树文，姜春贤. 改性膨润土NR的力学性能影响研究J. 弹性体，1994,4(4)：26 5 王立, 高利, 宋国君. 橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的硫化特性J. 特种橡胶制品, 2010, 31(4): 5-7.6 陈树柏, 陈玉坤, 贾德民. 天然橡胶/固相改性钙基蒙脱土纳米复合材料的结构与性能J. 弹性体, 2009, 19(2): 1-5.7 李博, 刘岚, 罗鸿鑫, 等. 有机蒙脱土/天然橡胶纳米复合材料的阻燃性能研究J. 高分子学报, 1900, 1(5): 456-461.8 彭树文, 赵振民. 改性膨润土在 NR 胶料中的应用J. 橡胶工业, 1998, 45(8): 474-475.9 Exxon 化学公司. 轮胎气密层和内胎用组合物P. 中国专利, CN 1 122 586 A, 1994 毕 业 论 文 开 题 报 告指导教师意见： 本课题选用STAB与SD
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