改性氧化石墨烯/天然橡胶高导热复合材料

由中北大学和山西中北新材料科技有限公司申请的专利(公布号CN 111499935A,公布日期2020-08-07)"改性氧化石墨烯/天然橡胶高导热复合材料",属于导热新材料领域,公布了一种改性氧化石墨烯/天然橡胶高导热复合材料的制备方法。     

改性白炭黑/氧化石墨烯协同补强天然橡胶的研究

将硅烷偶联剂KH-550改性以及硅烷偶联剂KH-550和K-MEPTS共同改性的白炭黑与氧化石墨烯(GO)复配补强天然橡胶(NR),研究填料与橡胶基体的界面结合方式对胶料性能的影响。结果表明:由硅烷偶联剂KH-550和K-MEPTS共同改性的白炭黑与GO静电组装制得的改性白炭黑-2/GO填充NR得到的胶料具有低的Panye效应和高的结合胶含量,这表明改性白炭黑-2/GO在橡胶基体中的分散性好且与橡胶基体通过共价连接结合紧密;改性白炭黑-2/GO/NR硫化胶滞后损失小,具有低的压缩疲劳温升和高的拉伸强度。     

改性氧化石墨烯/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

通过水溶性2-巯基-1-甲基咪唑（MMI）有机改性（还原）氧化石墨烯（GO）制备MMI改性GO(MMI-GO),同时将抗坏血酸（VC）还原GO(rGO)作为对比试样,通过胶乳共混法制备GO/天然橡胶（NR）复合材料,研究GO用量对复合材料性能的影响。结果表明：MMI成功地改性了GO;随着GO用量的增大,GO/NR复合材料的硬度、撕裂强度和热导率增大;与rGO/NR复合材料相比,MMI-GO/NR复合材料的交联密度增大,GO在NR基体中的分散性良好,硬度和撕裂强度增大以及导热性能改善。     

均匀剂RH-150对天然橡胶/丁腈橡胶共混胶性能的影响

考察了均匀剂RH-150对天然橡胶(NR)/丁腈橡胶(NBR)共混胶硫化特性、物理机械性能、压缩生热及阻尼性能的影响。结果表明,随着均匀剂RH-150用量的增加,NR/NBR混炼胶的加工性能和操作安全性逐渐提高,拉伸强度和撕裂强度均先提高后降低,分别在RH-150用量为5份和8份时达到最大值,同时定伸应力和回弹性逐渐减小,扯断伸长率、疲劳温升和动态压缩永久变形均增大,阻尼性能提高。     

改性石墨烯/天然橡胶复合材料的制备及性能

用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对石墨烯(GE)进行改性,将得到的改性石墨烯(KHGE)与天然橡胶(NR)进行混炼制备出改性石墨烯/天然橡胶(KH-GE/NR)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对改性前后石墨烯的结构进行了表征,考察了KH-GE/NR复合材料的硫化性能、力学性能和导电性能。结果表明:KH-570对GE改性后,增大了GE的层间距,使GE在NR基体中的分散得到了改善;随着KH-GE用量的增加,KH-GE/NR复合材料力学性能提高,当KH-GE质量比(即KH-GE质量占NR质量的百分数,下同]为1.0%时,KH-GE/NR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为17.57 MPa和645.48%,比未添加KH-GE的复合材料分别提高了122%和21%,当KH-GE质量比为2.5%时,KH-GE/NR复合材料的体积电阻率最终下降约3个数量级。     

改性石墨烯/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

本研究采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对石墨烯(GE)进行改采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）对石墨烯（GE）进行改性,将得到的改性石墨烯（KH-GE）与天然橡胶（NR）进行混炼制备改性石墨烯/天然橡胶（KH-GE/NR）复合材料。采用傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线衍射仪和场发射扫描电镜对改性前后石墨烯结构进行表征,同时研究了KH-GE/NR复合材料的硫化性能、力学性能和导电性能。结果表明：硅烷偶联剂KH-570对GE改性后,增大了GE的层间距,改善了GE在NR基体中的分散;随着KH-GE用量增加,KH-GE/NR复合材料力学性能提高,当KH-GE质量分数为1.0 %时,KH-GE/NR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为17.57Mpa和645.48%,比未添加KH-GE的复合材料分别提高122%和21%,同时复合材料的体积电阻率最终下降约三个数量级。     

丁腈橡胶/功能化氧化石墨烯复合材料的研究

用硅烷偶联剂KH590对氧化石墨烯进行功能化改性,得到的功能化氧化石墨烯再通过乳液共混和机械共混等工艺制备了丁腈橡胶/功能化氧化石墨烯复合材料。表征分析了功能化氧化石墨烯的结构和表面形态,研究了丁腈橡胶/功能化氧化石墨烯复合材料的机械性能。结果显示,与氧化石墨烯相比,功能化氧化石墨烯的亲水性和表面形态均发生了较大变化,其与丁腈橡胶形成的复合材料与丁腈橡胶/氧化石墨烯复合材料相比,拉伸强度提高的幅度更大且断裂伸长率降低的幅度更小。     

丁腈橡胶/功能化氧化石墨烯复合材料的研究

用硅烷偶联剂KH590对氧化石墨烯进行功能化改性,得到的功能化氧化石墨烯再通过乳液共混和机械共混等工艺制备了丁腈橡胶/功能化氧化石墨烯复合材料.表征分析了功能化氧化石墨烯的结构和表面形态,研究了丁腈橡胶/功能化氧化石墨烯复合材料的机械性能.结果 显示,与氧化石墨烯相比,功能化氧化石墨烯的亲水性和表面形态均发生了较大变化...     

粘土/天然橡胶复合材料的制备与性能研究

采用分散剂多聚脂肪酸盐水杨酰亚胺制备粘土/天然橡胶(NR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:当水杨酰亚胺用量为0.015份、粘土用量为50份、不添加偶联剂或环氧化天然橡胶时,所制得的粘土/NR复合材料具有优异的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性能以及较低的压缩生热;粘土在NR基体中均匀分散。     

碳酸钙晶须补强炭黑/天然橡胶/丁腈橡胶复合材料的性能研究

采用钛酸酯偶联剂对碳酸钙晶须进行改性,研究改性碳酸钙晶须对炭黑/天然橡胶/丁腈橡胶复合材料性能的影响。结果表明:改性后碳酸钙晶须的表面性质改变,有效改善了碳酸钙晶须与橡胶基体的相容性,提高了复合材料的物理性能和储能模量,增强了Payne效应,对耐油性能影响不大;当改性碳酸钙晶须用量为4份时,复合材料的综合性能最佳。     

硅烷偶联剂原位改性白炭黑填充氢化丁腈橡胶（HNBR）复合材料性能研究

研究对比了硅烷偶联剂常温处理和原位改性白炭黑填充HNBR胶料性能,并进一步探索了不同种类的硅烷偶联剂原位改性白炭黑对HNBR复合材料性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂原位改性白炭黑填充HNBR胶料的门尼粘度低、拉伸强度高、分散效果好和压缩永久变形小。使用硅烷偶联剂A151原位改性的HNBR胶料的门尼粘度较低,压缩永久变形最小。     

石墨烯导电复合材料应用进展

介绍了石墨烯的主要特性和石墨烯分类;综述了石墨烯制备超级电容器电极材料,制备柔性透明石墨烯电极、导电油墨、导电添加剂以及导电纤维,超轻气凝胶的应用进展,同时对石墨烯作为导热材料的应用进行了展望.     

HDPE/功能化石墨烯复合材料制备及性能研究

氧化石墨烯(GO)具有较高的比表面积,层间距大,表面拥有丰富的官能团,可以很好地分散到聚合物中,但GO导电性差。研究对GO进行还原和表面修饰,以改善石墨烯和HDPE的相容性。采用熔融混炼法制备了HDPE/石墨烯复合材料,结合力学性能、导电性能、微观结构测试,考察不同HDPE/石墨烯复合材料的导电阈值,分析影响复合材料导电性的因素,进而得出较优化的制备工艺。研究发现石墨烯添加量为7.5%时,导电通路开始形成,当石墨烯含量达到7.5%时,拉伸强度提升22.14%,拉伸模量提升21.19%。     

聚对苯二甲酰癸二胺导热复合材料性能的研究

通过双螺杆挤出机制备出石墨/聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)和石墨烯/PA10T导热复合材料,研究了石墨和石墨烯对复合材料力学性能和导热性能的影响。研究发现:导热复合材料的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度随着导热填料含量的增加呈现先增大后减小的变化,而弯曲模量和导热系数随导热填料含量的增加而增加。与石墨相比,添加更少量的石墨烯即可以显著提高复合材料的力学性能和导热性能。     

硫化压力对NBR/粘土纳米复合材料结构与性能的影响

采用熔体插层法制备了NBR/粘土纳米复合材料(NBRCNs),并对其在不同硫化压力下的微观结构及性能进行研究。结果表明,随着硫化压力的增大NBR/粘土纳米复合材料的力学性能呈下降趋势,而阻燃性能则呈上升趋势;NBR/粘土纳米复合材料的高温使用性能欠佳。     

ABS/石墨/NBR导热复合材料性能的研究

采用熔融共混法制备丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/石墨/丁腈橡胶(NBR)导热复合材料,通过热常数分析仪、同步热分析仪、扫描电子显微镜、力学性能测试等手段研究了NBR、ABS高胶粉及石墨(G)的添加量对ABS复合材料导热性能及力学性能的影响。结果表明,ABS高胶粉和NBR均能明显提高ABS的热导率和缺口冲击强度,但是丁腈胶粉的改性效果优于高胶粉。以NBR作为ABS复合材料的增韧剂,随着石墨含量的增大,增韧效果下降,ABS复合材料的热导率提高到纯ABS的5倍,热分解温度提高40℃左右,热膨胀系数下降。当ABS/G/NBR复合材料的质量比为60/15/25时,其热导率为纯ABS的2倍,缺口冲击强度达21.8 kJ/m2,明显高于纯ABS(2.6kJ/m2)。     

白炭黑/炭黑复合填充对NR性能的影响

在白炭黑和炭黑填料总量一定的情况下,研究了不同白炭黑/炭黑配比对NR性能的影响。结果表明,白炭黑用量增加,NR硫化速率下降,体系中炭黑填料网络被破坏且白炭黑-橡胶间较弱的相互作用也会对NR硫化胶力学性能产生一系列影响。DMA结果表明,加入20~25份白炭黑对提高硫化胶的抗湿滑性和降低滚动阻力最为有效。     

Properties of Ferrite-Filled Natural Rubber Composites

Nickel zinc ferrite (Ni-ZnFe₂O₄)-filled natural rubber (NR) composite was prepared at various loading of ferrite. The tensile properties included in this study were tensile strength, tensile modulus and elongation at break. The tensile strength and elongation at break of the composites increased up to 40 parts per hundred rubber (phr) of ferrite and then decreased at higher loading whereas the tensile modulus was increased gradually with increasing of ferrite loading. Scanning electron microscopy (SEM) was used to determine the wettability of filler in rubber matrix. From the observation, the increase of filler loading reduced the wettability of the filler. Thermal stability of the composites was conducted by using a thermogravimetry analyser (TGA). The incorporation of ferrite in NR composites enhanced the thermal stability of NR composites. The swelling test results indicate that the swelling percentage of the composites decreased by increasing of ferrite loading. The initial permeability, μ_i and quality factor, Q of magnetic properties of NR composites achieved maximum value at 60 phr of ferrite loading for frequency range between 5000–40,000 kHz. The maximum impedance, Z _max of the NR composites was at the highest value at 80 phr ferrite loading for frequency range between 200–800 MHz.     

Effects of Natural Weathering on Properties of Recycled Newspaper-filled Polypropylene (PP)/Natural Rubber (NR) Composites

Natural weathering has been applied to investigate the properties of recycled newspaper (RNP)-filled polypropylene (PP)/natural rubber (NR) composites. Three sizes of RNP (11 mm, 23 mm, and 53 mm) were used in this study. These composites were subjected to natural weathering conditions; i.e, tropical climate in Penang, Malaysia, for 3 and 6 months. Different techniques including mechanical tests, Fourier transform infrared spectrometry (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), and scanning electron microscopy (SEM) were used in order to obtain a comprehensive view of degradation occurring during the natural weathering of the composites. Results of mechanical tests show that an increasing content of RNP in composites decreased the tensile strength and elongation at break (EB), while increasing the Young's modulus after exposure of 3 and 6 months. Scanning electron microscopy on surfaces after weathering shows that the filler was poorly wetted by the matrix. This explains the reduction in tensile strength and elongation at break after weathering. The Fourier transform infrared spectrometry results on the composites after exposure to natural weathering indicate the presence of carbonyl, vinyl, and hydroxyl groups, which formed from various chemical reactions taking place during weathering.