氧化石墨烯/天然橡胶-丁腈橡胶复合材料的制备与性能

为研究氧化石墨烯（GO）对共混橡胶的补强改性作用,首先,通过改进的Hummers方法制备了GO,并通过乳液共混法制备了GO/天然橡胶（NR）-丁腈橡胶（NBR）复合材料;然后,采用SEM、FTIR、XRD、溶胀测试和力学性能测试表征了GO、NR-NBR硫化胶和GO/NR-NBR复合材料的微观形态、结构和力学性能。结果表明:所得GO含有大量的含氧官能团,氧化效果较好;橡胶基体中GO分散均匀,且GO/NR-NBR复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加;GO的填充可以提高复合材料的表观交联密度;GO/NR-NBR复合材料的力学性能随着GO含量的增加而改善,当GO含量为3.0wt%时,GO/NR-NBR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和邵氏A硬度分别提高了53.3%、67.3%和10.5%,断裂伸长率降低了9.6%。      

胶乳共混法天然橡胶/二氧化硅纳米复合材料的制备及性能

采用胶乳共混法制备天然橡胶/二氧化硅(NR/SiO2)纳米复合材料。先用硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行改性,再经乳液聚合接枝上聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)得到PMMA-SiO2粒子,最后将其与用MMA改性的天然胶乳(NR-PMMA)共混制得NR/SiO2纳米复合材料。采用红外光谱仪、透射电镜、扫描电镜、热重分析仪、橡胶拉伸测试机对样品进行了表征。实验结果表明,PMMA成功地接枝于SiO2表面,PMMA-SiO2在橡胶基体中分散均匀,平均粒径在60nm～80nm之间,复合材料的拉伸强度比纯的NR提高了35%,定伸应力也有显著提高。     

石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的研究

目的 研究石墨烯微片的添量对石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料性能的影响,并对机械共混法和胶乳共混法进行比较。方法 探索复合材料的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RDS)、万能力学试验机等对石墨烯微片和石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的形貌、结构以及性能进行分析和研究。结果 测试结果表明,石墨烯微片作为填料添加到复合材料中,使复合材料的性能得到了增强。相比纯橡胶而言,石墨烯微片(10 phr)/天然橡胶复合材料的拉伸强度增加了41.5%,热导率增加了153.3%。结论 石墨烯微片可以大幅度提高复合材料的性能,并且胶乳共混法制备的复合材料的性能要优于机械共混法制备的复合材料的性能。     

纳米氧化锌改性胶粉/天然橡胶复合材料的制备及性能

利用纳米氧化锌采用直接混合、球磨分散混合及超声分散混合法对胶粉进行了改性．并在开炼机上制备了纳米氧化锌改性胶粉／天然橡胶复舍材料。利用扫描电镜对纳米氧化锌的分散效果进行了考察，并测试了填充改性胶粉的天然橡胶复合材料的拉伸性能、撕裂强度及耐磨性。结果表明，超声分散混合法得到的试样中纳米氧化锌的分散情况较好，其中采用钛酸酯偶联剂改性的试样的性能最佳，与纳米氧化锌直接混合和添加活性氧化锌的试样相比其拉伸强度分别提高32％和55％，扯断伸长率分别提高7％和22％，撕裂强度分别提高28％和39％．耐磨性分别提高17％和7％。     

纳米有机蛭石/天然橡胶复合材料的制备及性能

以十六烷基三甲基溴化铵为插层剂, 用球磨法对蛭石进行了快速有机插层, 用过熔融共混法制备出纳米有机蛭石/ 天然橡胶复合材料。用XRD、SEM、TEM 对其微观结构进行了表征与分析, 证明蛭石以纳米片层分散在天然橡胶基体中。力学性能测试表明: 复合材料拉伸强度、扯断伸长率、300 %定伸强度、邵氏A 硬度、撕裂强度得到明显的改善。DMA、DSC 测试表明: 复合材料的模量具有明显的提高, 而玻璃化转变温度无明显变化。可见有机插层蛭石对天然橡胶的综合性能具有较明显的改善作用。      

共混比对导电炭黑/天然橡胶/环氧化天然橡胶复合材料电磁性能的影响

采用机械共混法制备了导电炭黑(CCB)填充天然橡胶(NR)/环氧化天然橡胶(ENR)复合材料,研究了NR/ENR共混比对复合材料微观形貌和电磁性能的影响。扫描电镜结果表明,相比于纯的NR和ENR,CCB在NR/ENR中能形成更优的填料网络结构。随着共混胶中NR含量的增大,复合材料的电磁性能先增强后减弱;当NR/ENR比例为70∶30时,复合材料导电率、介电损耗因子、C波段吸波性能达到最值,分别为0.34S/m,0.31和-23.15dB;共混比对复合材料力学性能影响不大,能够满足复合材料在相关领域的应用需求。     

乳液共混法制备纳米SiO_2/BIIR复合材料及其性能研究

采用溶液乳化法制备出了溴化丁基胶乳,并通过乳液共混法制备纳米SiO2/溴化丁基橡胶(BIIR)复合材料。结果表明,改性的纳米SiO2可以很好的分散在溴化丁基橡胶胶乳(BIIRL)中;通过涂布成型硫化后,纳米SiO2/BIIR复合材料具有良好的物理性能,其断裂伸长率、拉伸强度和拉伸断裂应力都得到了较大提高;在SiO2用量很少的情况下,气密性得到了显著的提高。     

天然橡胶/固相改性蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

在固相对蒙脱土进行有机改性,并与天然橡胶机械混炼插层制备了纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、橡胶加工分析仪(RPA)和透射电镜(TEM)等研究了天然橡胶/固相改性蒙脱土纳米复合材料的结构,同时考察了材料的力学性能和耐老化性能。结果表明:固相改性蒙脱土在天然橡胶中可以实现纳米级分散,得到天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料。固相改性蒙脱土对天然橡胶不但具有明显的补强效果,大幅度提高材料的力学性能和耐热氧老化性能,而且还具有很好的促进硫化作用。     

凹凸棒石/聚丙烯酸高吸水复合材料的制备与表征

利用凹凸棒石和丙烯酸为原料,采用水溶液聚合法合成了凹凸棒石/聚丙烯酸高吸水复合材料,采用正交实验探讨了交联剂用量、引发剂用量、单体中和度、凹凸棒石添加量、聚合温度对复合材料吸水性能的影响,结果表明:当交联剂用量为丙烯酸的0.06%,引发剂用量为0.3%,中和度为70%,凹凸棒石用量为15%,反应温度为80℃时所合成的复合材料吸液性能最好。同时揭示了各因素对复合材料吸液性能的影响力大小为:交联剂用量>聚合温度>凹凸棒石添加量>中和度>引发剂用量。红外光谱(FTIR)表明凹凸棒石表面的羟基参与了接枝共聚反应,扫描电子显微镜(SEM)表明凹凸棒石/聚丙烯酸吸水复合材料的表面疏松多孔。     

DSC法研究原位聚合聚乙烯/凹凸棒石纳米复合材料的结晶行为

用DSC热力学分析手段着重对原位配位聚合法制备的聚乙烯／凹凸棒石纳米复合材料(IPC)进行研究，并与同组分的熔体机械共混法制备的聚乙烯／凹凸棒石复合材料(MBC)进行对比。结果表明，无机相的引入对纳米复合材料中的基体聚乙烯的结晶有很大影响；从Avrami等温结晶理论出发，得出IPC比MBC具有较强的结晶能力，结晶机理也不相同的结论。     

环氧化天然橡胶改性石墨烯-炭黑/天然橡胶复合材料的制备及性能

以环氧化天然橡胶(ENR)为界面改性剂,制备了石墨烯-炭黑/天然橡胶-ENR(GR-CB/NR-ENR)复合材料,研究了ENR用量对GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,ENR的加入可以改善GR-CB/NR-ENR复合材料的加工性能及CB粒子在天然橡胶基体中的分散性,增加GR与NR的相容性,增强填料与NR基体间的界面相容性,同时改善GR-CB/NR-ENR硫化胶的动态力学性能、物理性能和耐老化性能。当ENR添加量为6 wt%时,GR-CB/NR-ENR复合材料撕裂强度和拉伸强度最高,硫化胶耐老化性最好。随着ENR含量的增加,GR-CB/NR-ENR复合材料的压缩疲劳温度先升高后降低;随着应变的不断增大,GR-CB/NR-ENR复合材料的储能模量G'不断减小,损耗因子tanδ先增大后减小;动态模量随着应变的增加急剧下降。      

聚苯并(口恶)嗪/凹凸棒土复合材料的制备与性能

以熔融法制备了聚苯并嚼嗪(BZ)/凹凸棒土(AT)复合材料.利用DSC考察了凹凸棒土的引入对苯并噁嗪单体开环温度的影响.通过透射电镜(TEM)观察了凹凸棒土在基体树脂中的分散情况,并对于复合材料的动态机械性能和耐热性进行了研究.     

纳米石墨/天然橡胶复合材料的应力软化与动态性能

以不同尺寸的纳米石墨为原料,制备了纳米石墨/天然橡胶(NR)复合材料.研究不同尺寸(30、80、150 nm)的纳米石墨对复合材料的应力软化效应(Mullins效应)、Payne效应、动态生热和损耗因子的影响.结果表明:随着纳米石墨尺寸的增大,纳米填料对纳米石墨/NR复合材料体系的补强作用明显,应力软化效应增大、动态损耗因子增加,但Payne效应降低;纳米石墨/NR复合材料动态损耗因子越大,其动态生热越高;动态生热还与填料粒子网络形成紧密相关.SEM观察及Payne效应分析结果表明:采用不同尺寸的纳米石墨材料填充天然橡胶,大尺寸石墨在橡胶基体中易于分散均匀,片层的聚集程度小,而小尺寸纳米片层表现出较明显的团聚.     

天然橡胶与其环氧化物并用胶基复合材料的黏弹阻尼性能

为改善天然橡胶（NR）的阻尼性能,在密炼机中以质量比20：80混合不同环氧度环氧化天然橡胶（ENR）与天然橡胶制备ENR-NR并用橡胶基体,在橡胶基体的混炼与开炼过程加入其他填充组分（硫磺、促进剂2,2'-二硫代二苯并噻唑（DM）、促进剂N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CZ）、ZnO、硬脂酸、炭黑）得到了宽温域阻尼ENR-NR基复合材料。采用橡胶加工分析仪和动态力学热分析仪,研究了ENR-NR混炼胶和硫化胶的动态力学和阻尼性能。结果表明：NR环氧化增强了分子链局部刚性,改善了胶体与填料的黏结性,但ENR吸附较多炭黑后不易均匀分散于连续相NR中。因此,ENR-NR并用混炼胶的黏度和储能模量随ENR环氧度增大而增加;在NR中加入ENR可改善硫化胶的弹性和阻尼性能。ENR-NR并用胶的有效阻尼温度范围拓宽到较高温度,环氧度为25的ENR与NR并用后,有效阻尼温度范围为-57~1℃,明显宽于NR的-57~-20℃,但高环氧度并用胶则出现阻尼失效区。加入少量ENR对NR的硬度、模量和断裂伸长率影响不大。     

天然橡胶-氢化丁腈橡胶的共硫化及性能研究

天然橡胶(NR)和氢化丁腈橡胶(HNBR)因不饱和度和极性的差异,存在硫化速度不匹配、填料分散等问题,难以实现两胶的并用。本文通过先制备不同硫黄/促进剂比例的NR和HNBR母炼胶,再将母炼胶并用制备NR/HNBR复合材料,解决了NR和HNBR共硫化的问题。研究了NR/HNBR的相态结构和填料在NR和HNBR两相的分散状态,结合相态结构和填料分散分析了NR/HNBR并用比对复合材料硫化特性、动静态力学性能、耐磨性和压缩温升的影响。结果表明:并用HNBR的复合材料混炼胶的门尼黏度增大,焦烧时间和正硫化时间缩短;随着HNBR含量增加,HNBR相的尺寸增大,硫化胶的硬度及100%和300%定伸应力增加,拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和拉断永久变形减小,耐磨性和抗湿滑性提高,压缩疲劳温升增大。     

三元乙丙橡胶/膨胀石墨复合材料的制备及其性能研究

为寻求密封性能优异的新型橡胶密封材料,借助微波技术、超声波技术以及相容性改进技术,采用熔融插层复合方法制备三元乙丙橡胶/膨胀石墨(EPDM/EG)复合材料,利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等分析EG及其复合材料的微观结构,并初步研究复合材料气体阻隔性能与相关力学性能.研究表明:通过EPDM与EG的熔融插层复合,聚合物分子插入石墨片层间隙形成插层型复合材料,其气体阻隔性能显著提高,相关力学性能得以改善.     

Barrier properties of natural rubber/ethylene vinyl acetate/carbon black composites

Composites based on natural rubber (NR), ethylene vinyl acetate (EVA) and carbon black were prepared. Three types of carbon black viz.; semireinforcing furnace (SRF), high-abrasion furnace (HAF) and intermediate superabrasion furnace (ISAF) were used for reinforcement. The barrier properties of these filled samples were examined in an atmosphere of petrol, kerosene and diesel. Blends loaded with ISAF exhibited the lowest liquid uptake which has been attributed to the higher filler reinforcement and crosslink density of the matrix. Among the three vulcanising systems used, viz.; sulphur (S), dicumyl peroxide (DCP) and mixed (S+DCP), DCP crosslinked samples exhibited high barrier properties to the probe molecules. Diesel showed the lowest interaction with the composites compared to petrol and kerosene. The sorption data were used to estimate the enthalpy, entropy and free energy of the transport process.     

还原氧化石墨烯/天然橡胶-丁腈橡胶复合材料的制备与性能

采用水合肼还原氧化石墨烯（GO）制备了还原氧化石墨烯（RGO）,以RGO作为分散介质加入到天然橡胶（NR）和丁腈橡胶（NBR）基体中,通过乳液共混法制备了RGO/NR-NBR复合材料。采用FTIR、Raman、XRD及SEM等手段表征了RGO的结构和形貌,测试结果表明,水合肼还原GO效果较好,基本除去含氧官能团,同时RGO还保留了GO的片层结构。RGO/NR-NBR复合材料的SEM测试结果显示,纳米尺寸的RGO均匀分散在橡胶基体中,且复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加。RGO/NR-NBR复合材料的硫化性能测试结果表明,随RGO的含量增加,复合材料的交联密度、最大扭矩及扭矩差均增大。RGO/NR-NBR复合材料的力学性能随RGO含量的增加而提高,当RGO含量为3.0%时,材料的拉伸强度、100%定伸强度和邵氏硬度分别提高了65.7%、90.3%和21.1%,断裂伸长率降低了13.1%。