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丁腈橡胶是一种具有高弹性的材料,在密封、石油等领域有着广泛的应用,但是橡胶和橡胶制品在加工、储存和使用过程中,老化是一个普遍存在的现象,对于橡胶的耐老化性能研究受到了越来越多的重视。水滑石(LDH)是一种层状双金属氢氧化物阴离子型黏土材料,具有热稳定性、离子交换性、记忆效应、阻燃性等,现已成为制备橡胶复合材料的一种热点填料。然而,如何改善水滑石在橡胶中的分散仍然是尚待解决的问题。围绕这些问题,对水滑石进行改性,并系统研究了功能水滑石对丁腈橡胶复合材料力学性能和老化性能的影响,探讨了水滑石改性丁腈橡胶的老化机理。通过共沉淀法制备了硝酸根型水滑石(LDH-NO3),考察了制备过程中反应的pH值,反应温度,反应是否隔绝空气等条件对制备产物的影响。在此基础上,制备了NBR/LDH-NO3复合材料。力学性能测试表明LDH-NO3对复合材料具有补强作用,老化前,当LDH-NO3的量为1份时,NBR/LDH-NO3复合材料的拉伸强度要比空白NBR高10.1%,但当水滑石的量为7份时,NBR复合材料的力学性能有所下降。扫描电镜分析发现NBR/LDH-NO3复合材料断裂面中LDH-NO3周围出现微孔,在拉伸过程中可形成类似银纹的结构,使NBR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率得到了提高。ATR谱图显示NBR/LDH-NO3复合材料老化前后C=C双键特征峰面积相对量从1.91变为2.10,C-H相对量从4.56变为4.60,相对量基本不变,据此推测NBR/LDH-NO3复合材料在老化过程中LDH-NO3促进NBR交联的同时,降解反应也在向着正反应方向进行,从而C=C双键和C-H亚甲基的含量达到了平衡,使得NBR/LDH-NO3复合材料的老化后性能变得很差。利用离子交换法对LDH-NO3前体进行改性,制备苯乙烯磺酸型水滑石(LDH-SSS)。X射线衍射、红外光谱和热失重分析测试均表明SSS插入到水滑石层间,得到LDH-SSS。 LDH-SSS和NBR的相容性比LDH-NO3好,在NBR中的分散性明显优于无机物LDH-NO3。力学性能测试表明,LDH-SSS提高了NBR的耐老化性能,当LDH-SSS的量为7份时,老化前后复合材料的拉伸强度的保留率从86.7%提高到130.9%,老化后复合材料的拉伸强度是老化前的1.3倍。NBR复合材料老化前后的ATR谱图显示NBR/LDH-SSS复合材料老化前后C=C双键的相对量从4.97减少到3.94,而亚甲基的含量从3.73增加到5.49,推测NBR/LDH-SSS复合材料的老化机理可能是LDH-SSS降低了硫化速率,且在老化过程中橡胶链上的C=C双键和LDH-SSS发生了接枝反应,从而延缓了老化速率。通过离子交换法制备了对氨基苯磺酸型水滑石(LDH-SAS)。X射线衍射、红外光谱和热失重分析测试均表明SAS成功的插入水滑石层间,得到LDH-SAS。复合材料老化过程中,LDH-SAS能够捕捉氧自由基从而延缓了复合材料的老化速率,使得老化后复合材料的拉伸强度保留率从85%提高到100%。