改性剂用量对电气石粉补强天然橡胶性能的影响

研究背景与问题

电气石是一种天然无机矿物，具有优异的热稳定性和电绝缘性能。然而，纯电气石粉末由于尺寸和形貌的缺陷，使其与天然橡胶（NR）的相容性较差，影响了复合材料的性能。为提高电气石在NR复合材料中的应用，本研究以异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯（Al-60）为改性剂，研究了不同改性剂用量对电气石粉进行湿法改性，并制备了改性电气石粉/天然橡胶复合材料。

研究方法

本研究采用机械共混法制备了改性电气石粉/天然橡胶复合材料。具体方法为：首先，将不同用量的Al-60对电气石粉进行湿法改性，制备改性电气石粉；然后，将改性电气石粉与NR按照一定比例进行混合，通过密炼、开炼、压片等步骤制备改性电气石粉/天然橡胶复合材料。之后，采用无处理NR复合材料作为对照组，对比分析改性剂的添加对复合材料硫化特性、物理性能和动态力学性能的影响。

核心结果

研究表明，随着Al-60用量的增加，改性电气石粉/天然橡胶复合材料的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力和硬度等物理性能均有不同程度的提高。其中，当Al-60用量为5%时，复合材料的物理性能达到最佳。此外，改性剂Al-60的加入对复合材料的硫化特性也有显著影响，降低了复合材料的硫化时间，提高了复合材料的硫化速率。在动态力学性能方面，随着Al-60用量的增加，复合材料的tanδ和储能模量均有所提高，表现出良好的动态性能。

结论与意义

本研究通过对电气石粉进行湿法改性，制备了改性电气石粉/天然橡胶复合材料，并研究了改性剂用量对复合材料性能的影响。结果表明，适量的Al-60能够显著提高改性电气石粉/天然橡胶复合材料的物理性能和动态力学性能，为电气石在NR复合材料中的应用提供了理论依据和实验数据。本研究成果对于提高电气石资源利用率，拓宽其应用领域具有积极意义。

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