摘 要

论文系统研究了绢云母和埃洛石按1∶3混合的混合填料的改性药剂制度、改性时间和改性温度对改性效果的影响，硫化条件、填料粒度和填充量对复合材料力学性能的影响。

实验结果表明：

1、绢云母/埃洛石混合填料改性的适宜条件为改性剂WD40 2.0%，稀释剂乙醇2.0%，改性温度90℃，改性时间15min。

2、通过硫化工艺的单因素实验确定了硫化温度165℃，硫化时间12min，混合填料填充量60phr，埃洛石的最佳填充粒度为-20μm 10μm。

3、制备的绢云母/埃洛石/丁苯橡胶复合材料的抗拉强度达到6.23MPa，断裂伸长率达到760.6%、撕裂强度达到23.98KN/m。

关键词：绢云母；埃洛石；混合填料；SBR；表面改性

Abstract

In this research, we have studied the effects of modified reagent system and the time and temperature of modifying to the modifying do to the mixed filler of sericite and halloysite by 1∶3; the effects of curing conditions and the size of filler and the filling level do to the mechanical properties of the composite.

The research shows that:

1.The suitable conditions for modification of sericite was the modifier WD40 2.0%, alcohol 2.0%，modification temperature 90℃ modification time 15’.

2. It is determined by the single-factor test of the curing process that the curing conditions was the curing temperature 165℃, the curing time 12’, the loading of modified sericite 60 phr and the size of the filler -20μm 10μm.

3．The tensile strength of halloysite/sericite / SBR composite reached 6.23MPa, elongation at break reached 760.6%, tear strength reached 23.98KN / m.

Key Words: sericite; SBR; halloysite; surface modification

目 录

摘 要 I

1 绪论 1

1.1 丁苯橡胶简介 1

1.2 绢云母简介 2

1.3 埃洛石简介 3

1.4 绢云母及埃洛石的混合改性 4

1.4.1 绢云母的改性 4

1.4.2 埃洛石的改性 4

1.4.3 埃洛石/绢云母混合填料的改性 5

1.5 绢云母的应用现状 5

1.6 埃洛石的应用现状 6

1.7 研究目的、意义和内容 7

1.7.1 研究目的 7

1.7.2 研究意义 8

1.7.3 研究内容 8

2 实验材料、设备仪器和方法 9

2.1 实验用主要原材料 9

2.1.1 埃洛石的提纯 9

2.2 主要设备仪器和药剂 10

2.3 实验流程 11

2.4 填料表面改性工艺 12

2.5 基本硫化配方 12

2.6 复合材料制备工艺 13

2.7 复合材料的性能测试方法 13

3 埃洛石/绢云母混合填料的改性试验 14

3.1 改性剂种类 14

3.2 改性剂用量 14

3.3 改性时间 15

3.4 改性温度 16

3.5 本章小结 17

4 复合材料的制备 18

4.1 硫化温度 18

4.2 硫化时间 20

4.3 填料粒度 22

4.4 填充量 24

4.5 本章小结 26

5 结论 27

5.1 结论 27

5.2 认识 27

参考文献 28

致 谢 30

1 绪论

1.1 丁苯橡胶简介

丁苯橡胶（SBR)是最为重要的合成橡胶，目前世界上产量和消费量最大的合成橡胶就是丁苯橡胶^[1]。SBR的单体是由丁二烯和苯乙烯组成，是采用自由基引发的乳液聚合或阴离子溶液聚合工艺而得到的一种通用合成橡胶(SR)品种，按生产工艺划分可分为乳液聚合丁苯橡胶(ESBR)和溶液聚合丁苯橡胶(SSBR)两大类。SBR的各种性能都接近于甚至强于天然橡胶(NR)，其物理机械性能，加工性能和制品性能接近于NR，其耐磨性，耐老化性，耐热性优于NR^[2]。

SSBR的综合性能介于ESBR和顺丁橡胶(BR)之间，在实际使用中，SSBR与ESBR相比有耐屈挠、耐磨耗、生热低、滚动阻力小等优点；与BR相比其混炼胶挺性好，硫化胶拉伸强度和撕裂强度高等优点。可大量用于轮胎和制鞋工业以及其他橡胶工业制品^[3]。

ESRB的综合性能优良，生产成本比SSBR低，与SSBR相比具有胶种多样化、单体转化率高、适应能力强、排污量小等优点。因此其产量、生产能力及消耗量在SBR中均居于首位。并广泛应用于轮胎、胶管、胶带等橡胶制品中^[4]。

在世界上的SBR消耗中，约有75%的 SBR都应用于轮胎和轮胎相应的配件中。近20年来，SBR的消费比例逐渐降低，相比于1976年的50%左右的消费量，2005年SBR占世界SR的消费量仅有约40%^[5]。近几年由于汽车行业的推动，世界及我国的SBR消耗量均有所上升，近年来世界及国内SBR供需情况见表1-1。世界和中国对SBR的消费结构分别见图1-1和图1-2^[6]。

图1-1 世界SBR消费结构图

图1-2 中国SBR消费结构图

表1-1 今年中国和世界对SBR供需情况^[7]

1.2 绢云母简介

绢云母为云母粘土矿物，俗称绢云母。绢云母是一种天然细粒白云母，化学式为KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH,F)₂ ，属于硅酸盐矿物，具有层状结构。其化学成分为SiO₂ 48%-55%、Al₂O₃ 28%-36%、K₂O 6%-10%、Fe₂O₃ 0.5%-3%。是一种多硅、贫钾、富含水分的粘土矿物^[8]。

绢云母的密度为2.78-2.889/cm³，莫氏硬度2-2.5，具有良好的化学稳定性、润滑性、流动性、吸水性和耐磨性，具有一定的耐火能力，脱水温度高达500℃以上，因其良好的热点性能而适用于作为电绝缘材料^[9]。同时，绢云母也具有良好的耐酸碱性能，因此也可以用它作为化学填料。近些年来，越来越多的人将绢云母作为增强剂、增韧剂和填料而应用在橡胶、塑料等高分子材料及其复合材料中^[10]。