凹凸棒土填充氯丁橡胶性能研究
凹凸棒石粘土的改性及其在天然橡胶中的应用
弹性体 ,2008202225 ,18 (1) :31～34 C H INA EL ASTOM ERICS
凹凸棒石粘土的改性及其在天然橡胶中的应用 3
刘庆丰
(湖北工业大学 机电研究院 ,湖北 武汉 430070)
摘 要 : 采用异丙醇溶解的钛酸酯偶联剂 NDZ 311 对凹凸棒石粘土进行超声湿法表面改性 。钛 酸酯质量分数为 4 %时 ,改性效果最佳 。改性后凹凸棒石粘土粉体的活化指数达最大值 98 % ,吸油值由 改性前的 0. 75 mL/ g 下降到 0. 50 mL/ g ,分散于 50 mL 液体石蜡中形成的分散相在静置 3 h 后其体积依 然保持在 48 mL 以上 ,稳定性较好 。将改性过的凹凸棒石粘土应用到天然橡胶中 ,其 ts1 、t90 均延长 ,拉 伸强度 、拉断伸长率 、屈挠性均提高 ,但是胶料的撕裂强度和耐磨性能有所下降 。
取干燥至恒重的凹土原料粉体 20. 0 g ,使用 超声细胞粉碎机将其分散在 50 mL 异丙醇中 ,然 后在超声作用下慢慢加入计量的钛酸酯偶联剂 NDZ 311 的异丙醇溶液 ,恒定温度 ,一定时间后 趁热减压过滤 ,干燥 ,即得改性凹土 。 1. 3. 2 试样制备
先将 100 质量份胶料在开炼机上塑炼 2～3 min ,然后将适量的各种助剂混匀 ,加入胶料中混炼 均匀 ,再投入 100 份凹土填料充分混炼 ,加入硫粉 后继续混炼 15～20 min ,下片冷却 ,停放 24 h ,装模 在平板硫化机上于 130～135 ℃、18～20 MPa 压力 下硫化成型 5 min 后出片。混炼好的胶料采用 MDR2000 型硫化仪测定胶料硫化特性 。
w ( NDZ 311) 吸油值
w (NDZ 311)
吸油值
凹凸棒粘土性能及应用研究
Ｌ ｉ ａ ｎ ｓ ｈ ｕ ｉ ２ ２ ３ ４ ０ ０， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｔ ｔ ａ ｐ ｕｌ ｇ ｉ ｔ ｅ ｉ ｓ ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｓ ｉ ｕ ｍ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｏ ｆ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｅ ｄ ｃ ｈ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ．
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关 键 词： 凹 凸棒 粘 土 ； 性能 ； 应 用 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｄ ９ ７ ３ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ １— ０ ０ ７ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５— ０ ０ ４ ３—０ ３
Ｄ Ｏｌ ： １ ０ ． １ ３ ７ ７ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ １ — ０ ０ ７ ６ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ １ １
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ Ａ ｔ ｔ ａ ｐ ｕ ｌ ｇ ｉ ｔ ｅ
Ｓ Ｕ Ｌ ａ ｎ 一，Ｓ ＨＥ Ｎ Ｐ ｅ ｉ —ｙ ｏ ｕ ，Ｃ Ａ Ｏ Ｊ ｉ ａ ｎ—ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｄｅ ｎ ｇ —ｈ ａ ｏ ，Ｃ Ｈ ＥＮＧ Ｘｉ ａ ｏ—ｃ ｈ ｕ ｎ ，
凹凸棒石改性及对填充丁苯橡胶陛能的影响
第３ ６ｎ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ Ｍｉ ｎｅ Ｓ
Ｖｌ ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ． ２
Ｍ ａｒ ｃｈ， ２０１ ３
凹凸棒石改性及对填充丁苯橡胶 陛能 的影响
苏苋赫 汤庆 国 杨 洋 牛栋华 王雪朋 王 丽娟
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ９ ７ ５ ； Ｔ Ｑ ３ ３ ３ ． １ 文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ０ － ８ ０ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ６ ４ － ０ ４
Ａｔ ｔ ａ ｐ ｕｌ ｇ ｉ ｔ ｅ Ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｉｏ ｔ ｎ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｉｅ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｙ ｒ ｅ ｎｅ ｂ ｕ ｔ ａ ｄ ｉ ｅ ｎ ｅ Ｒｕ ｂ ｂ ｅ ｒ
改性白云石凹凸棒土在橡胶中填充的可行性探讨
用ＪＥＯＬＪｓＭ一５９００扫描电镜（ＳＥ岣和能谱仪但ＤＳ）（日立公司）考察胶样的微观形貌和白云石凹凸棒土的微观结构及成分；ＮＥⅡ笛ＣＨＳ１Ａ４４９Ｃ热示分析仪（德国ｂｍｋ口公司）测试白云石凹凸棒土受热变化情况；ＳＡＮＳ微机控制电子万能试验机（深圳新三思计量技术有限公司）测定胶样的力学性能；邵氏硬度仪（上海仪器设备厂）测试胶料的硬度。
测试标准为ＨＧ２０１８—２０２０．９ｌ。
２结果与讨论２．１白云石凹凸棒土的主要成分和微观结构覆受燕变化图１是白云石凹凸棒土的扫描电镜（ｓＥＭ）图。
由图１可以看出，白云石凹凸棒土由菱形片状的白云石与纤维状的凹凸棒土交杂构成，各成分质量分数为：Ｍ吕０２１．４０％．Ａ１２仉３．５２％，ＣａＯ２８．８９％，ＳＩ仉４１．８７％，Ｋ妇１１．００％，Ｆｅ２０，３．３３％；图２为白云石凹凸棒土的能谱分析（ＥＤＳ）图，分析显示白云石凹凸棒土的主要成分为白云石和凹凸棒土，其中自云石约占７２％、凹凸棒土约占２８吲质量分数）。
由于特殊的晶体结构．凹凸棒土富含吸附水、沸石水和结构水嗍，导致白云石凹凸棒土中吉有较高的水分，水分在填充入橡塑制品时会受热逸出。
从而在产品内部和表面产生孔洞．影响产品质量。
此外，极性水分的存在会削弱无机矿物白云石凹凸棒土与有机高聚物问的亲和性，降低橡胶制品的力学性能。
因此，在使用白云石凹凸棒土前必须进行热处理，使水分达到０．５％以下。
图３是白云石凹凸棒土的热示和失重图，由图３可知，凹凸棒土在３２—１５０℃有一吸热谷，在２００℃失去９９．７％的水分。
所以凹凸棒土热处理的温度宜控制在２００℃。
２上白云石凹凸棒土填充胶料的加工性能试验表明，未经表面处理的白云石凹凸棒土粉与胶料在开炼机上混合时．粉料与胶料很难相容且粉尘飞扬严重，在添加量达到或超过７５ｇ时，胶料不再与粉料相容。
而经表面处理的白云石凹凸棒土粉很容易与胶料相容．最大添加量可达ｌｌＯｇ且无粉尘飞扬，混炼时间也大大缩短（从３０ｍｉｎ减少到１８ｍ哟，其中尤以硬脂酸处理后的白云石凹凸棒土填充效果最好，硫化后的胶样表面光洁、色泽鲜艳。
凹凸棒石粘土的纳米填料效应及其在高分子材料中的应用
凹凸棒石粘土的纳米填料效应及其在高分子材料中的应用引言：纳米科技的快速发展使得纳米材料在各个领域中得到了广泛的应用。
其中，纳米填料作为一种重要的纳米材料，具有优异的性能和潜在的应用前景。
凹凸棒石粘土作为一种常见的纳米填料，由于其独特的形貌和结构，已经在高分子材料领域中引起了广泛的关注。
本文将详细介绍凹凸棒石粘土的纳米填料效应以及其在高分子材料中的应用。
一、凹凸棒石粘土的纳米填料效应1. 凹凸棒石粘土的结构和特性凹凸棒石粘土是一种层状矿物，其结构由硅酸盐土矿物层和层间阳离子组成。
其特点是具有大量的微观孔隙和高比表面积。
此外，凹凸棒石粘土还具有出色的阻隔性能、吸附性能和稳定性等优点。
2. 纳米填料效应凹凸棒石粘土作为纳米填料，具有独特的纳米填料效应。
首先，凹凸棒石粘土具有的高比表面积和微观孔隙可以增加高分子材料的界面接触面积，从而提高材料的机械强度和热稳定性。
其次，凹凸棒石粘土的层状结构可以有效地阻碍高分子链的运动，使得材料的屏障性能得到提升。
此外，凹凸棒石粘土还可以通过填充作用和限制材料分子的运动，改善高分子材料的维卡溶胀性能和抗燃性能。
二、凹凸棒石粘土在高分子材料中的应用1. 塑料复合材料凹凸棒石粘土作为一种优秀的纳米填料，在塑料复合材料中有着广泛的应用。
通过将凹凸棒石粘土与高分子树脂进行混合，可以提高材料的力学性能、热稳定性、屏障性能和阻燃性能。
此外，凹凸棒石粘土还可以调控复合材料的光学性能和电学性能，拓宽了材料的应用领域。
2. 橡胶复合材料凹凸棒石粘土在橡胶复合材料中也有着重要的应用价值。
通过将凹凸棒石粘土与橡胶基体进行复合，可以大幅增加橡胶材料的机械强度、硬度和耐磨性。
此外，凹凸棒石粘土的附着作用还可以提高橡胶材料的抗裂性和抗老化性能。
这些优势使得橡胶复合材料在汽车制造和工程建设等领域中得到了广泛应用。
3. 涂料和粘合剂凹凸棒石粘土在涂料和粘合剂中的应用也呈现出了巨大的潜力。
凹凸棒石粘土可以在涂料和粘合剂中起到增稠、增强附着力和改善流变性能的作用。
科技成果——环保型凹凸棒石纳米复合橡胶添加剂及其在橡胶中的应用技术
科技成果——环保型凹凸棒石纳米复合橡胶添加剂及其在橡胶中的应用技术
成果简介
凹凸棒石是一种天然的一维纳米矿物，具有独特的棒状纤维结构，是潜在的环保型橡胶补强材料。
该项目对凹凸棒石进行改性处理，制得纳米级橡胶添加剂，进而利用乳液共絮共凝法制得橡胶/凹凸棒石纳米复合材料。
技术特点
通过对提纯条件的细化与提纯工艺的优化，实现凹凸棒石矿物精选的工业化生产规模；可以在不改变工厂现有的生产设备和工艺条件下，解决橡胶胶乳与凹凸棒石复合的难题，使得凹凸棒石在橡胶中均匀的分散，并使得凹凸棒石剥离成纳米短纤维的比例大幅度增加，起到了更加有效的补强作用，制备了性能优异的充油型橡胶/凹凸棒石纳米复合材料。
应用领域
该方法工艺简单，可操作性强，可以直接应用于橡胶纳米复合材料的工业化生产。
凹凸棒石胶体性能及表征方法研究
凹凸棒石胶体性能及表征方法研究
张平;蒋金龙
【期刊名称】《冶金与材料》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】凹凸棒石黏土因其特有的胶体特性而被广泛应用于涂料、钻井等行业,其胶体性能主要可分为黏结性能和悬浮性能。
氧化镁是凹凸棒石黏土中的特征性、代表性成分,较其他主要黏土矿物,凹凸棒石黏土中含有较高比例的氧化镁,一般含量在6%以上,因氧化镁自身是一种胶凝材料,因此氧化镁含量对凹凸棒石黏土的黏结性能有着重要影响。
饱和盐水造浆率是反映凹凸棒石黏土胶体体系悬浮性能的一个重要指标。
文章针对氧化镁含量和饱和盐水造浆率两个反映凹凸棒石黏土胶体性能的关键指标测试方法开展研究,应用ED-XRF内标法测定凹凸棒石黏土中氧化镁含量,解决现行测试方法可操作性较差的问题。
利用对测试过程中的数据关联性研究,从大量测试数据中提炼得出计算模型,根据计算模型计算得到视黏度为15mPa·s时对应的泥浆浓度,对现行饱和盐水造浆率标准测试方法进行优化改进,缩短测试时长,且能够有效保证结果准确性。
【总页数】3页(P180-182)
【作者】张平;蒋金龙
【作者单位】盱眙县凹土应用技术研发与成果转化中心;淮阴工学院化学工程学院【正文语种】中文
【中图分类】X70
【相关文献】
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凹凸棒土在橡胶中的应用研究进展
14凹凸棒土在橡胶中的应用研究进展李玉芳，伍小明摘 要：概述了凹凸棒土(A T)在天然橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶等橡胶中的应用研究进展，指出了其今后的发展方向。
关键词：凹凸棒土；橡胶；应用研究进展凹凸棒土(A T)又名坡缕石, 是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物材料，具有独特的吸附、脱色、悬浮、触变、充填等性能，尤其是在通过酸化法、偶联剂处理法、超声波分散法等改性之后，可以提高非极性或低极性高分子材料与极性A T间的相容性[1-2]。
在橡胶领域可以改善橡胶基体的分散性和亲和性，提高橡胶制品300%定伸应力、扯断伸长率等，应用广泛。
概述了AT在天然橡胶、丁腈橡胶以及乙丙橡胶等橡胶中的应用研究进展，指出了其今后的发展方向。
1 丁腈橡胶周春兵等[3]采用机械共混法制备AT/NBR纳米复合材料，研究了AT用量、偶联剂种类对复合材料硫化特性和力学性能的影响。
结果表明，随着AT用量的增加，AT/NBR的t10和t90缩短,硫化速度提高,硬度、拉伸强度、定伸应力和撕裂强度先增大后逐渐减小或不变；当AT用量为40份时，综合性能最好。
偶联剂用量相同时，Si69改性效果最好，制得的AT/NBR综合力学性能与白炭黑、炭黑填充NBR性能相近。
王国志等[4]采用机械共混的方法将不同型号改性的A T与N B R混合，制备出性能优异的A T/ NBR混炼胶。
采用型号不同的AT与NBR混合和白炭黑与N B R混合做比较，通过加入不同的份数来对其力学性能的测试。
研究结果表明，型号R11A T 填充N B R的补强效果好，当填充A T40份时，A T/ N B R混炼胶综合性能最好，其拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率分别达到5.59MPa、20.47KN/m和453%。
2 天然橡胶赵国璋等[5]采用机械共混法制备了天然橡胶(NR)基AT纳米复合材料，研究了复合材料的微观结构、力学性能及硫化特性，探讨了AT补强NR 的机理。
结果表明，改性后的AT能在NR基体中达到均匀分散并形成良好的聚合物-填料界面，显示出优异的补强效果。
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凹凸棒土填充氯丁橡胶性能研究
文章主要研究了凹凸棒土用量对氯丁橡胶性能的影响。
结果表明：随着凹土用量的增加，拉伸强度先下降，后趋于稳定，当凹土用量为30份时，拉伸强度最低。
当凹土用量为40份时，胶料的耐老化性能最好。
随着凹土用量的增加，磨耗性能变好，压缩永久变形值先变大后趋于稳定。
标签：凹凸棒土；氯丁橡胶；压缩永久变形；阿克隆磨耗
凹凸棒土，又名坡缕石，简称凹土（attapulgite，AT），是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物[1]，目前已被广泛应用于聚合物中，主要包括橡胶、塑料、涂料等[2-3]。
氯丁橡胶分子结构比较规整，容易伸长结晶，强力很高，物理机械性能与天然橡胶相似。
它主要用于电线电缆护套，耐油胶板、输送带、胶管、各种防腐衬里及密封圈、鞋类胶黏剂等工业制品领域[4-5]。
1 实验部分
1.1 主要原材料
CR322，重庆长寿捷圆化工有限公司；凹凸棒土，JC-R11，玖川纳米材料科技有限公司；其他助剂均为市售。
1.2 实验配方
CR322 100；ZnO 5；MgO 4；硬脂酸1；促进剂DM 0.5；NA-22 2；凹凸棒土变量。
1.3 试样制备
先将CR322塑炼3分钟，然后依次加入MgO、SA、促DM、NA22混炼，待混炼均匀后，打5个三角包，后均分成5份，再分别加入ZnO和AT混炼均匀后打5个三角包，下片停放待用。
1.4 性能测试
拉伸性能根据GB/T528-2009测试；邵尔A硬度根据GB/T531.1-2008测试；老化性能根据GB/T3512-2001测试；压缩永久变形性能根据GB/T7759-1996测试，磨耗性能根据GB/T1689-1998测试。
2 结果与讨论
2.1 凹凸棒土用量对物理机械性能的影响
表1给出了凹凸棒土用量对物理机械性能的影响，图1为凹凸棒土用量对拉伸强度的影响。
从图1可以看出，随着凹凸棒土用量的增加，拉伸强度先下降，后趋于稳定。
当凹凸棒土用量为30份时，拉伸强度最低。
对比表1，凹凸棒土用量为40份时，胶料的耐老化性能好。
2.2 凹凸棒土用量对磨耗性能的影响
图2给出了凹凸棒土用量对磨耗性能的影响，图3为阿克隆磨耗轮实物图。
由图2可看出，随着AT用量的增加，磨耗量呈下降趋势，磨耗性能變好。
观察图3阿克隆磨耗轮表面，发现凹凸棒土用量少时，磨耗轮表面易拉丝，导致磨耗量增加，而凹凸棒土用量较多时，表面不易抽丝。
2.3 凹凸棒土用量对压缩永久变形性能的影响
图4给出了凹凸棒土用量对压缩永久变形性能的影响，由图看出，随着AT 用量的增加，压缩永久变形值先变大，后趋于稳定。
3 结束语
（1）随着凹凸棒土用量增加，拉伸强度先下降，后趋于稳定，当AT用量为30份时，拉伸强度最低。
研究其热氧老化性能，AT用量为40份时，耐老化性能好。
（2）随着AT用量的增加，磨耗量呈下降趋势，磨耗性能变好。
（3）随着AT用量的增加，压缩永久变形值先变大，后趋于稳定。
参考文献
[1]周杰，刘宁，李云.凹凸棒石粘土显微结构特征[J].硅酸盐通报，1999（6）：50-55.
[2]Huang Dajian，Wang Wenbo，Xu Jixiang，etc.Mechanical and water resistance properties of chitosan/poly（vinyl alcohol）films reinforced with attapulgite dispersed by high-pressure homogenization[J].Chemical Engineering Journal，2012，210（1）：166-172.
[3]kong Y，Yuan J，Wan Z L，et al.Application of expanded graphite/attapulgite composite materials as electrode for treahnent of textile wastewater[J].Applied Clay Science，2009（46）：358-362.
[4]黎珊，戴红旗，孔泳，等.凹凸棒土的应用研究进展[J].化工进展，2013，32（12）：2934-2939.
[5]刘鹏凯，殷萍.我国氯丁胶生产的现状、发展趋势与对策[J].胶体与聚合物2002，20（1）：39-40.
通讯作者：王再学（1981.02-），男，河南开封人，讲师，研究方向为：橡塑并用及高分子改性。