天然橡胶／炭黑／多壁碳纳米管复合材料结构与性能研究.pdf

·· 材料导报:研究篇年月第卷第期
天然橡胶/炭黑/多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究
许军,李双鑫,李钰,他雪峰
中国民航大学理学院,天津
摘要采用乳液混合共沉得到天然橡胶/多壁碳纳米管母胶,母胶依次与硅烷偶联剂、天然橡
胶、炭黑、硫磺等混炼、硫化得到//复合材料。分散在十二烷基苯磺酸钠水溶
液中,吸附在表面使稳定分散在水中。悬浮液与乳液混合后,随
一起絮凝沉淀。为提高与基体的界面粘结,母胶与偶联剂混炼后再与其他组分混炼。分散在母胶中的
与各混炼组分充分混合使均匀分布于//复合材料中。的均匀分散、
与的界面粘结以及与的协同增强效应使//复合材料获得较高的力学性
能、动态储能模量、玻璃化转变温度、导电性和导热性。
关键词天然橡胶炭黑多壁碳纳米管复合材料结构性能
中图分类号: 文献标识码: :...—...
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纤维,具有超强的导电、导热、强度、模量、热稳定性、耐磨性
引言
和质轻性。与单壁碳纳米管相比,多壁碳纳米管
天然橡胶因具有良好的弹性、气密性、拉伸和抗撕生产成本低,基于的先进复合材料更贴
裂性能,广泛用于轮胎、密封、减震和输送带等制造领域。炭近生产实际并容易满足产业化要求,有望成为橡胶补强并提
黑是天然橡胶传统的补强剂,用炭黑补强可提高的高导电、导热、耐磨和力学性能的理想填料】。然而
拉伸强度、撕裂强度、硬度和耐磨性,但伴随蠕变速率高、永相互缠结聚集、难于分散,其表面惰性并与橡胶粘结性差,这
久变形大、滞后损失严重、动态生热高等问题。炭黑来自石些阻碍了/复合材料的发展与应用。国内外学者
油化工,其加工和使用过程有毒,传统橡胶加工大量使用炭研究表明,使在橡胶基体中均匀分散并形成良好的
黑造成空气与环境污染界面粘结是获得理想/复合材料的关键。制备
碳纳米管是由一层或多层石墨片组成的中空碳/复合材料的方法主要有机械共混、溶液共混和
笼管,直径为纳米级、长度为微米级,其强度和韧性高于其他乳液共混法。乳液共混法是分散在水中形成稳
国家级大学生创新创业训练资助项目
许军:男,年生,博士,博士后,副教授,主要从事高分子复合材料研究:..
天然橡胶/炭黑/多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究/许军等··
定的悬浮液并与乳液混合,通过絮凝共沉和混炼硫化得为:、:、:、:和:;为进行
到/复合材料,此方法既可实现在橡对比研究制备了不加的空白母胶。
胶中的均匀分散,也避免了溶液共混法大量使用溶剂造成环.//复合材料的制备
境污染和溶剂残留在基体内对材料性能的影响。℃
代科学技术的发展,单纯采用传统或补强已不下用开炼机混炼,其中与偶联剂的用量比为
能满足人们对橡胶制造成本和各种优异性能集于一身的需:。经偶联处理的母胶分别与天然橡胶、氧化
求,新型纳米碳材料和传统炭黑并用将开启新型橡胶材料的锌、硬脂酸、防老剂、炭黑、
未来。、.促进剂、.促进剂
与橡胶、等组分混炼、硫化制备//复合材