Page 192 - 《精细化工》2022年第7期
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·1478· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
2.2.3 加工性能分析 所有复合材料的力学性能都得到进一步提高。对于
图 6 为沸石改性前后橡胶复合材料的剪切模量 NR/S-HNZ 复合材料，300%定伸应力和抗拉强度分
（G′）和损耗因子（tanδ）与应变的关系曲线。如图 别为 18.44 MPa 和 22.66 MPa，相较于 NR 复合材料
6a 所示，NR/S-NZ 和 NR/S-HNZ 复合材料初始剪切 分别提高了 46.7%和 10.8%。这是由于 Si-69 中的多
模量远大于 NR，随着应变的增大，G′呈下降趋势。 硫键参与橡胶硫化，形成交联网络，增强了沸石与
这是由于填料网络被破坏，当应变逐渐增大时，填 橡胶大分子链之间的界面结合力，因此，NR/S-NZ
料网络被完全破坏，G′趋于稳定。NR/S-HNZ 复合 和 NR/S-HNZ 橡胶复合材料的力学性能优于 NR/NZ
材料在应变振幅下表现出最高的剪切模量，这表明 橡胶复合材料。但天然沸石极性较大，偶联剂对沸
NR/S-HNZ 复合材料内部形成了最强的填料网络 [30] 。 石和聚合物基体之间界面相互作用改善有限。酸处
由图 6b 可知，在低应变下，NR 的 tanδ 最高， 理增加了天然沸石表面硅醇基含量，进一步提高了
NR/S-NZ 和 NR/S-HNZ 的损耗因子降低。这是由于 其表面硅烷的接枝量，界面相互作用显著增强 [31] 。
Si-69 使沸石与橡胶分子相互缠绕产生交联，限制了 因此，NR/S-HNZ 橡胶复合材料具有最佳的力学性能。
橡胶分子链的运动，使橡胶链的流动性降低。在
NR/S-HNZ 复合材料中，酸处理后使得沸石表面接
枝更多硅烷，在一定程度上改善了沸石的分散性，
增强对橡胶分子链的束缚，从而其损耗因子最低。
图 7 复合材料的应力-应变曲线
Fig. 7 Stress-strain curves for composites
图 6 应变对复合材料剪切模量（a）和损耗因子（b）的
影响
Fig. 6 Effect of strain on storage modulus (a) and loss
fraction (b) of composites
2.2.4 力学性能分析
图 7 为沸石/天然橡胶复合材料应力-应变曲线；
图 8 为橡胶复合材料 100%和 300%定伸应力、抗拉 图 8 复合材料 100%和 300%定伸应力（a）、抗拉强度
强度和断裂伸长率的参数。从图 7、8a、8b 可以看 和断裂伸长率（b）
出，NR 复合材料的 300%定伸应力、抗拉强度分别 Fig. 8 Modules at 100% and 300% elongation (a), tensile
为 12.57 MPa、20.45 MPa。与 NR 复合材料相比， strength and elongation at break (b) of composites
NR/NZ 复合材料的 300%定伸应力、抗拉强度分别 2.2.5 动态热机械性能分析
提高到 14.70 MPa和 20.58 MPa。沸石表面硅烷化后， 图 9 为橡胶复合材料储能模量（E′）、损耗因子
