一、论文的提出: 要在橡胶加工中用好纳米材料,首先遇到的难题是如何让纳米级粉体材料顺利地进入橡胶,并均匀分散,因为只有制得橡胶/纳米材料的复合体才能发挥纳米效应。众所周知,凡是纳米粉体的颗粒直径都小于100nm,加之橡胶即使在炼胶时仍保持着高黏度流体状态。因此,要让纳米粉体顺利进入橡胶并均匀分散,决非易事。更因纳米材料的表面效应强烈,自我集聚倾向严重,容易导致附聚、结团。要使之均匀分散难度的确不小。目前,常用的复合途径大致可分四种,即共混法、原位聚合法、溶液-凝胶法以及层间插入法。 (1)共混法可以通过三种方法来达到。 第一种是机械共混(干混),也称熔融共混,可利用橡胶厂常用的炼胶机,趁胶料处于粘流状态便将纳米材料与胶料直接共混。此法之优点在于橡胶工厂可以自行完成复合,但缺点是纳米材料很难达到均匀分散。采取两段共混可以有所改进。目前,作为一种创新措施,是把纳米粉剂先做成母胶进行预分散,然后再加入到主体材料(橡胶)中进行二次分散,效果较好。也可以采取添加分散剂的办法,即先将分散剂包覆于纳米材料的表面,而后再进行共混,也都有一定的效果。 第二种为溶液共混,在橡胶溶液中加入纳米粉体,搅拌均匀,除去溶剂后经干燥得到复合体。此方法的缺点是容易污染环境。 第三种为乳液共混,用胶乳取代溶液,其他步骤与第二种相同。乳液共混有二个优点,即无因溶剂造成的公害,适用于难溶的胶种。为了加快复合,可以利用超声波加速共混过程。当超声波的能量达到一定的冲击水平时会产生“空化“效应,利用空化气泡的膨胀和爆破在反应区形成速度达到110 m/s的冲击波并导致局部高温、高压,加速复合进程,取得快速、高效和节能三大效果。 (2)原位聚合法也称“就地聚合法“。将纳米粒子添加到单体溶液中,借助于超声波冲击分散,然后进行聚合。本法之难点在于从单体聚合做起,工序多,难度不小,且会带来污染环境及溶剂回收等难题。 (3)溶胶-凝胶法又名“前躯体法”,将分散体的前躯体(例如金属氧化物或金属无机盐)与单体或聚合物混合后溶解。通过前躯体的水解和缩合,生成分散相,此时要控制好粒径分布及其在基体中的分散状况。本法之缺点在于前躯体价格昂贵、有毒。另外,在溶剂干燥过程中因溶剂小分子挥发后产生收缩应力,容易导致复合物脆裂。 (4)层间插入法本法只适用于具有片层结构的材料(如粘土、蒙脱土等),而且片层间距需符合纳米材料的要求,最好介于1~10nm之间。接触表面要用有机物处理,赋予其一定的活性,以促进与无机纳米材料产生主客体反应,把无机材料改性为表面经过有机物改性的复合材料,这样能大大提高与橡胶的亲和力。例如,同样在橡胶中添加20份纳米材料,添加纳米轻质碳酸钙后气密性可提高18.4%,添加纳米粘土可提高24%,而改用经过插层处理的粘土则可提高58%,由此可见一斑。 本课题的研究现状和发展趋势:SiC作为粉体状物质,当今一个重要的发展趋势是向纳米材料发展。研究表明,当SiC材料尺寸小于100纳米时,由于产生表面效应、量子尺寸效应、体积效应和量子隧道效应等,使SiC材料表现出传统固体不具有的化学性能、机械性能、电学性能、磁学性能和光学性能等特异性能,从而引起国内外的高度重视,据称,纳米技术将在21 世纪初引发一场技术革命。 二、应查阅的文献和资料 查阅相关文献,了解: (1)当前SiC纳米橡胶助剂的利用情况; (2)了解SiC纳米橡胶助剂在橡胶中的应用概况; (3变压器骨架)木质素的改性方法; 三、应进行的实验和测试 (1)加入酶解木质素/SiC纳米助剂改性酶解木质素与乙丙橡胶混炼; (2)红外光谱分析; (3)测力学性能和冲击性能; (4)老化性能分析; (5)扫描电镜分析; (6)硬度分析。 四、应提交的资料与成果 (1)开题报告; (2)毕业论文任务书1份; (3)中英文摘要(约500字); (4)论文及附件:参照学校本科毕业论文规范的要求撰写与装订; (5)提交论文、附件的电子版文件(光盘)。 五、时间安排 2012年3月1日起到2012年5月25日止,具体安排如下: 3月1日至3月10日:查阅相关文献,制定实验方案,完成开题报告; 3月11日至3月14日:文献综述 ; 3月15日至4月24日:实验研究; 4月25日至4月27日:中期检查; 4月28日至4月30日:实验数据整理,实验数据补充; 5月1日至5月22日:毕业论文撰写、修改,提交毕业论文; 5月23日至5月25日:毕业论文答辩。 |
一、前言 综述研究背景、意义及主要内容,SiC纳米橡胶助剂的应用,并提出存在的问题和研究内容。 二、SiC纳米橡胶助剂不同处理方式和乙丙橡胶混炼后的影响
三、试样的性能测试 (1)硬度测试 (2)红外光谱测试 (3)力学性能和冲击性能测试 (4)老化性能测试 (5)扫描电镜 四、版权评估数据分析 | ||||||||||||||||||||||||||||||
更 改 原 因 | 更 改 内 容 |
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