聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備方法與流程
2023-11-07 04:18:17 1
本發明屬於複合材料的製備領域，具體涉及一種聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備方法。
背景技術：
隨著橡膠複合材料領域的發展，對於填料補強的研究日益深入。目前，使用的填料有無機填料和有機填料。
採用無機填料填充方法簡單，但會出現不同的問題，例如，氧化鋅填充天然橡膠後，橡膠基體出現了明顯的團聚現象，靜態和動態力學性能下降；炭黑加入丁苯橡膠之後，分散不均勻材料出現了力學性能下降的現象。採用有機填料時，製備過程複雜，生產成本過高，限制了其應用。
技術實現要素：
針對現有技術的缺陷，本發明旨在提供一種聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的。
聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備方法，包括以下步驟：
（1）聚苯乙烯填料粒子的製備：向三口燒瓶中加入100mL蒸餾水與0.8g十二烷基磺酸鈉，機械攪拌速率為200 rpm，攪拌30min-60min，向燒瓶中加入20 mL 苯乙烯和4mL二乙烯基苯，升溫至75℃，反應20min,通過恆壓滴液漏鬥逐滴加入40 mL、質量濃度為0.5%的過硫酸鉀水溶液，攪拌反應5 h，得到納米聚苯乙烯粒子乳液；
（2）聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備：步驟（1）獲得的納米聚苯乙烯粒子乳液與丁苯橡膠按照3：10的質量混合，在25℃、300 rpm的轉速下機械攪拌15min，然後加入質量濃度為5％的CaCl2溶液，形成的沉澱用蒸餾水洗滌3次，烘乾，然後加入密煉機中，然後按照質量比：丁苯橡膠：氧化鋅：二硫化二苯駢噻：二苯胍：二硫化四甲基秋蘭：硫磺=10：1:1:2:0.5:0.3依次加入氧化鋅、二硫化二苯駢噻、二苯胍、二硫化四甲基秋蘭、硫磺，在80℃、60rpm的條件下共混12 min，室溫放置24 h，最後在160℃、15MPa壓力下硫化15 min，得到聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料。
優選地，步驟（2）中，5％的CaCl2溶液的加入的質量與納米聚苯乙烯粒子乳液的質量相同。
優選地，步驟（2）中蒸餾水洗滌後，烘乾的條件為45℃烘乾24h。
本發明的優點：
本發明操作簡單，聚苯乙烯在丁苯橡膠中分散均勻，製備得到的複合材料拉伸強度和斷裂伸長率較好，表現出優異的力學性能。
具體實施方式
實施例1
聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備方法，包括以下步驟：
（1）聚苯乙烯填料粒子的製備：向三口燒瓶中加入100mL蒸餾水與0.8g十二烷基磺酸鈉，機械攪拌速率為200 rpm，攪拌60min，向燒瓶中加入20 mL 苯乙烯和4mL二乙烯基苯，升溫至75℃，反應20min,通過恆壓滴液漏鬥逐滴加入40 mL、質量濃度為0.5%的過硫酸鉀水溶液，攪拌反應5 h，得到納米聚苯乙烯粒子乳液；
（2）聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備：步驟（1）獲得的納米聚苯乙烯粒子乳液與丁苯橡膠按照3：10的質量混合，在25℃、300 rpm的轉速下機械攪拌15min，然後加入質量濃度為5％的CaCl2溶液，形成的沉澱用蒸餾水洗滌3次，烘乾，然後加入密煉機中，然後按照質量比：丁苯橡膠：氧化鋅：二硫化二苯駢噻：二苯胍：二硫化四甲基秋蘭：硫磺=10：1:1:2:0.5:0.3依次加入氧化鋅、二硫化二苯駢噻、二苯胍、二硫化四甲基秋蘭、硫磺，在80℃、60rpm的條件下共混12 min，室溫放置24 h，最後在160℃、15MPa壓力下硫化15 min，得到聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料。
實施例2
聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備方法，包括以下步驟：
（1）聚苯乙烯填料粒子的製備：向三口燒瓶中加入100mL蒸餾水與0.8g十二烷基磺酸鈉，機械攪拌速率為200 rpm，攪拌30min，向燒瓶中加入20 mL 苯乙烯和4mL二乙烯基苯，升溫至75℃，反應20min,通過恆壓滴液漏鬥逐滴加入40 mL、質量濃度為0.5%的過硫酸鉀水溶液，攪拌反應5 h，得到納米聚苯乙烯粒子乳液；
（2）聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料的製備：步驟（1）獲得的納米聚苯乙烯粒子乳液與丁苯橡膠按照3：10的質量混合，在25℃、300 rpm的轉速下機械攪拌15min，然後加入質量濃度為5％的CaCl2溶液，5％的CaCl2溶液的加入的質量與納米聚苯乙烯粒子乳液的質量相同，形成的沉澱用蒸餾水洗滌3次，45℃烘乾24h，然後加入密煉機中，然後按照質量比：丁苯橡膠：氧化鋅：二硫化二苯駢噻：二苯胍：二硫化四甲基秋蘭：硫磺=10：1:1:2:0.5:0.3依次加入氧化鋅、二硫化二苯駢噻、二苯胍、二硫化四甲基秋蘭、硫磺，在80℃、60rpm的條件下共混12 min，室溫放置24 h，最後在160℃、15MPa壓力下硫化15 min，得到聚苯乙烯填充丁苯橡膠複合材料。