高岭石插层、剥片及在橡胶中的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

参考文献 4

第2章 高岭土特征及性质 6

2.1 高岭土矿区地质概况 6

2.1.1 晋北地区煤系高岭岩 6

2.1.2 准格尔煤系高岭岩 11

2.1.3 淮北焦宝石型高岭岩 16

2.1.4 张家口高岭土 18

2.1.5 苏州高岭土 20

2.1.6 茂名高岭土 23

2.1.7 北海高岭土 25

2.2 高岭土原矿结构与性质 26

2.2.1 高岭土样品的化学组成 27

2.2.2 高岭土样品的X射线衍射分析 28

2.2.3 高岭土样品的红外光谱分析 30

2.2.4 高岭土样品的热分析 32

2.2.5 不同产地高岭土理化性能 34

2.3 不同产地高岭石的插层作用 37

2.3.1 实验部分 37

2.3.2 插层作用表征 38

2.3.3 不同产地高岭石二甲基亚砜插层复合物 39

2.3.4 不同产地高岭石-甲酰胺插层复合物 45

2.3.5 不同产地高岭石-尿素插层复合物 50

2.4 高岭石的结构和性质对插层作用的影响 54

2.4.1 不同产地高岭石的插层效果 54

2.4.2 高岭石的结晶有序度对插层效果的影响 55

2.4.3 高岭石的原始晶粒尺寸及粒度对插层效果的影响 56

2.4.4 高岭土的矿物组成对插层效果的影响 57

2.4.5 高岭石的晶体形态对插层效果的影响 59

参考文献 60

第3章 高岭石插层及形貌控制 62

3.1 概述 62

3.2 实验部分 63

3.2.1 实验原材料 63

3.2.2 实验设备及表征仪器 64

3.2.3 制备方法 64

3.3 直接插层法制备高岭石插层复合物 65

3.3.1 醋酸钾 65

3.3.2 二甲基亚砜 70

3.3.3 甲酰胺 73

3.3.4 水合肼 76

3.3.5 尿素 80

3.4 替代插层法制备高岭石插层复合物 83

3.4.1 甲醇 83

3.4.2 季铵盐 88

3.4.3 烷基胺 96

3.4.4 硅烷 102

3.4.5 硬脂酸 107

3.5 插层剂类型对剥片高岭石形貌控制 113

3.5.1 高岭石插层复合物的层间距 113

3.5.2 高岭石的形貌 115

3.5.3 插层剂分子与高岭石表面基团的作用 117

3.5.4 插层剂类型对高岭石形貌控制 119

3.5.5 高岭石片层卷曲机制 120

参考文献 126

第4章 高岭石插层复合物分子动力学模拟 130

4.1 分子模拟简介 130

4.2 分子动力学模拟 131

4.2.1 分子动力计算基本原理 131

4.2.2 牛顿运动方程的数值解法 132

4.2.3 周期性边界条件与最近镜像 133

4.2.4 积分步程 134

4.2.5 分子动力计算流程 134

4.2.6 分子动力计算初始条件设定 135

4.2.7 分子动力学模拟的系综 136

4.3 力场 137

4.4 分子动力计算的应用 139

4.4.1 运动轨迹分析 139

4.4.2 径向分布函数 139

4.4.3 均方位移 140

4.4.4 相关函数 141

4.5 高岭石插层复合物分子动力学模拟现状 142

4.6 高岭石分子动力学模拟体系构建 145

4.6.1 模型构建、力场及模拟细节 145

4.6.2 模拟分析 145

4.7 高岭石-醋酸钾与水插层复合物结构模拟及分析 146

4.7.1 模型构建及模拟过程 146

4.7.2 醋酸根离子结构与插层特性 147

4.7.3 模拟结果与结构分析 147

4.8 高岭石-二甲基亚砜插层复合物结构模拟 151

4.8.1 复合体系模型构建及模拟过程 151

4.8.2 二甲基亚砜分子结构及插层特性 151

4.8.3 模拟结果与结构分析 152

4.9 高岭石-尿素插层复合物结构模拟 155

4.9.1 模型构建及模拟过程 155

4.9.2 尿素分子结构及插层特性 155

4.9.3 模拟结果与结构分析 156

4.10 高岭石-系列季铵盐插层复合物结构模拟 159

4.10.1 模型构建及模拟过程 159

4.10.2 季铵盐离子结构 160

4.10.3 模拟结果与结构分析 161

参考文献 164

第5章 高岭石剥片 166

5.1 高岭石剥片简介 166

5.2 化学剥片 167

5.2.1 化学剥片原理 167

5.2.2 高岭石的化学剥片过程 169

5.2.3 化学剥片对高岭石结构的影响 169

5.3 化学浸泡-磨剥法 171

5.3.1 化学浸泡-磨剥法剥片原理 171

5.3.2 高岭土化学浸泡磨剥过程 172

5.3.3 插层剥片对高岭石结构的影响 172

5.3.4 插层剥片对高岭石特性影响 178

参考文献 180

第6章 高岭石径厚比测试方法 182

6.1 概述 182

6.2 电阻法测算径厚比 183

6.2.1 电阻法简介 183

6.2.2 径厚比测算公式推导 186

6.2.3 径厚比测算实例 188

6.3 激光-库尔特法联用测径厚比 189

6.3.1 公式推导 189

6.3.2 应用实例 190

6.4 不同测试方法比较 191

参考文献 192

第7章 高岭石表面改性研究 194

7.1 机械力诱导硅烷接枝改性 194

7.1.1 实验部分 194

7.1.2 结果与讨论 195

7.1.3 机理分析 200

7.2 核-壳包覆改性 201

7.2.1 实验部分 201

7.2.2 结果与讨论 202

7.2.3 机理分析 208

7.3 等离子体辅助活化改性 209

7.3.1 实验部分 209

7.3.2 结果与讨论 209

7.3.3 机理分析 214

参考文献 214

第8章 高岭石-橡胶复合材料的硫化性能及力学性能 216

8.1 实验原理与方法 216

8.1.1 实验材料和实验配方 216

8.1.2 设备与仪器 217

8.1.3 橡胶复合材料制备方法 217

8.1.4 性能测试 218

8.2 改性剂的影响 219

8.3 高岭石径厚比的影响 220

8.4 高岭石填充份数的影响 221

8.5 高岭石插层与剥片的影响 223

8.6 长链有机物插层剥片高岭石的影响 224

8.7 高岭石的补强机理 227

8.7.1 传统填料的补强机理 227

8.7.2 高岭石对橡胶的补强机理 229

8.7.3 力学增强模型 233

参考文献 238

第9章 高岭石-橡胶复合材料的动态性能 240

9.1 实验原理与方法 240

9.1.1 实验仪器 240

9.1.2 聚合物动态性能的基础参数和机理 241

9.1.3 高岭石-橡胶复合材料的生热率计算方法 242

9.2 表面改性对动态性能的影响 242

9.2.1 动态模量与振幅的关系 242

9.2.2 动态模量与温度的关系 244

9.3 高岭石粒度对动态性能的影响 246

9.3.1 动态模量与振幅的关系 246

9.3.2 动态模量与温度的关系 248

9.4 填充份数对动态性能的影响 250

9.4.1 动态模量与振幅的关系 250

9.4.2 动态模量与温度的关系 252

9.5 不同产地高岭石对动态性能的影响 254

9.6 高岭石-橡胶复合材料的动态生热机理 257

9.6.1 填料的表面化学以及材料之间的相互作用 257

9.6.2 填料参数对填充橡胶复合材料动态性能的影响 259

9.6.3 高岭石橡胶复合材料动态生热机理和模型 260

9.6.4 黏壶-弹簧模型 264

参考文献 272

第10章 高岭石-橡胶复合材料的阻隔性能 273

10.1 实验原理与方法 273

10.1.1 透气率的定义 273

10.1.2 实验原理 273

10.1.3 实验仪器 274

10.2 不同产地高岭石对阻隔性能的影响 275

10.3 高岭石径厚比对阻隔性能的影响 276

10.4 高岭石填充份数对阻隔性能的影响 277

10.5 高岭石插层对阻隔性能的影响 279

10.6 气体阻隔模型 280

10.6.1 高岭石填料的阻隔机理 280

10.6.2 高岭石填充橡胶的气体阻隔模型 281

10.6.3 高岭石填充橡胶的气体阻隔模型的验证 286

参考文献 289

第11章 高岭石-橡胶复合材料的分散性评价 291

11.1 分散性表征方法 291

11.2 分形理论基本知识 292

11.2.1 分形及分形维数 292

11.2.2 分形维数的测定方法 293

11.2.3 分形维数的计算过程 294

11.3 分形在高岭石-橡胶复合材料分散性评价中的应用 297

11.3.1 插层剥片高岭石橡胶复合材料分散性评价 297

11.3.2 机械磨剥高岭石-橡胶复合材料分散性评价 298

11.3.3 分级高岭石-橡胶复合材料分散性评价 300

11.3.4 插层高岭石-橡胶复合材料分散性评价 301

参考文献 302