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...     

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。     

氧化石墨烯的氧化程度对羧基丁腈橡胶纳米复合材料力学性能的影响（英文）

采用一种改进的Hummers方法,通过在浓硫酸中加入不同量的高锰酸钾,制备了不同氧化程度的氧化石墨烯(GO)。并将不同氧化程度的GO添加到羧基丁腈橡胶(XNBR)中,制备了XNBR/GO复合材料。结果表明,GO氧化程度的增加,使得XNBR/GO复合材料中橡胶与填料之间的相互作用变强。橡胶与填料之间强烈的相互作用促进XNBR/GO复合材料中的应力传导。当高锰酸钾/石墨的质量比为3.0时,XNBR/GO复合材料的拉伸强度、100%定伸应力、300%定伸应力和撕裂强度达到最大,相比于XNBR分别提高了114.6%、111.2%、269.3%和88.5%。     

共凝聚法制备羧基丁腈橡胶/石墨烯纳米复合材料的研究

采用共凝聚法制备羧基丁腈橡胶/石墨烯纳米复合材料,并研究共凝聚过程的影响因素。结果表明:在pH值为2~10时,羧基丁腈胶乳和石墨烯水相分散液的Zeta电位均为负值,不加凝聚剂无法使两种粒子凝聚;氯化钙和硫酸铝具有较好的共凝聚效果;当搅拌速率达到300 r·min~(-1)及以上时,可形成粒径较小且均一的共凝聚粒子;调节凝聚温度可控制共凝聚粒子的粒径大小。     

用一步法原位制备氢化丁腈橡胶/还原氧化石墨烯纳米复合材料

将氢化丁腈橡胶(HNBR)与石墨烯二维纳米材料(GO)共混以提高其导电和导热性能,采用乳液一步法还原制备了HNBR/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料。结果表明,丁腈橡胶(NBR)乳液中分子链的碳碳双键和GO经水合肼/过氧化氢/硫酸铜催化体系产生的活性中心二酰亚胺被同时进行加氢和还原,这在改善HNBR性能的同时简化了RGO纳米复合材料的制备工艺,制备过程没有毒性大的有机溶剂。HNBR/RGO纳米复合材料的氢化度为61%,I_D/I_G为1. 36,说明NBR/GO中分子链双键和GO经一步法得到还原。采用一步法可将RGO在HNBR基质中均匀分散。HNBR/RGO纳米复合材料的力学性能和热性能因RGO的存在得以大幅度改善。     

氧化石墨烯填充羧基丁腈橡胶复合材料的热稳定性及降解动力学

采用改进的Hummers法制备了不同氧化程度的氧化石墨烯(GO),并采用乳液混合法制备了GO/羧基丁腈橡胶(XNBR)复合材料,表征了GO的微观结构及其在复合材料中的分散状况,考察了GO的氧化程度对复合材料热稳定性的影响,分别采用Kissinger法和Ozawa法计算了复合材料的热分解活化能。结果表明,GO表面含有羧基、羰基和环氧基的含氧基团,氧化程度随着氧化剂高锰酸钾用量的增加而提高;GO氧化程度的提高可以有效改善GO在XNBR基体中的分散效果及复合材料的热稳定性,但是氧化程度过高会使热稳定性下降;采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的热分解活化能虽不相同,但其大小顺序与GO氧化程度一致。     

多功能氢氧化镁/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及应用性能研究

利用原位反应结晶法制备出了比表面积大、吸附性能好、阻燃效果佳的多功能氢氧化镁/氧化石墨烯纳米复合材料(MHG)。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman和BET等技术手段分别对MHG的形貌和结构进行了系统的表征。MHG中的片状氢氧化镁粒径约为60 nm,在GO表面分布均匀,两种片层材料的复合赋予所得复合材料3D网络结构,MHG的比表面积为118.34 m~2·g~(-1)。所得复合材料对水溶液中的甲基蓝(MB)表现出强吸附性能,可以在6 min完全脱除内MB,且循环吸附稳定性好。此外,通过熔融共混法制备了MHG/聚丙烯(PP)复合材料,并测试了所得材料的极限氧指数,结果表明MHG可以显著地改善PP的阻燃性能。     

环氧化丁腈橡胶/羧基化碳纳米管复合材料的制备与性能研究

采用无溶剂反应性加工技术,以叔丁基过氧化氢为氧化剂、三氧化钼为催化剂,在哈克转矩流变仪中实施了原位催化环氧化反应。产物的全反射红外光谱证实了环氧化丁腈橡胶的生成,用化学滴定法测定了其环氧化度为3.6%;将环氧化丁腈橡胶与羧基化多壁碳纳米管(MWNT-COOH)直接共混制备复合材料,研究了MWNT-COOH对复合材料的硫化性能、动态力学性能、热性能的影响。结果表明,复合材料在150℃～190℃范围内表现出较好的硫化性能,MWNT-COOH含量提高可促进橡胶的交联;复合材料在温度低于Tg时,MWNT-COOH可显著提高材料的储能模量;复合材料的热稳定性能随MWNT-COOH用量的增加而提高,其中4份用量的MWNT-COOH可使环氧化丁腈橡胶的最大热失重速率温度由465℃提高到471℃。     

聚乙烯醇/氧化石墨烯纳米复合材料的制备与表征

氧化石墨烯是近几年国内外研究的热点之一。其原料易得、成本低廉、且具有良好的物理和化学性能,是一种优良的复合材料填充剂。本文首选改进的Hummers法制备氧化石墨烯,利用超声分散法制备了聚乙烯醇/氧化石墨烯纳米复合材料,使用红外光谱、扫描电镜等手段对其进行表征。结果显示,超声分散法使氧化石墨烯均匀的分散在聚乙烯醇基体中形成层离型复合材料。该方法可以用于多种水溶性聚合物。     

单宁酸改性碳纳米管/羧基丁腈橡胶导热复合材料的性能研究

研究单宁酸(TA)改性碳纳米管(CNT)(CNT-TA)对CNT/羧基丁腈橡胶(XNBR)导热复合材料性能的影响。结果表明:采用TA对CNT进行非共价键改性可以显著提高CNT在XNBR基体中的分散性,CNT-TA/XNBR复合材料比CNT/XNBR复合材料具有更好的力学性能、介电性能和导热性能;CNT-TA可以应用到其他聚合物基导热复合材料中。     

CuS/GO纳米复合材料的制备及光催化降解性能

以Cu(OAc)2、Na2S以及氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,在水热条件下合成了Cu S/GO纳米复合材料。并对其进行了XRD、FTIR、XPS、SEM和TEM表征。结果发现:粒径为10～20 nm的CuS纳米粒子均匀地负载在氧化石墨烯上。CuS/GO纳米复合材料在可见光照射下对有机物四环素(TC)和罗丹明B(Rh-B)表现出优异的光催化活性,在可见光照射120min后分别对TC和Rh-B降解率达到68%和95%。通过-ln(C/C0)对反应时间呈现线性关系,说明样品在降解TC和Rh-B过程遵循一级动力学原理。     

氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土防渗透性能的影响

用溶胶合成法将氧化石墨烯(GO)与异丁基硅烷单体合成出一种新型的渗透型复合乳液。通过混凝土毛细吸水实验和混凝土的毛细吸盐实验,对比研究了GO/异丁基硅烷复合乳液、异丁基硅烷乳液和GO分散液对混凝土渗透性能的影响。结果表明:在防水方面,GO/异丁基硅烷复合乳液效果最好,毛细吸水系数比空白试样降低92.5%(W/C=0.4)和93%(W/C=0.6)。接触角测试结果表明:未经防护处理的混凝土表面水接触角为65.65°,属于亲水性表面;而经GO/异丁基硅烷复合乳液处理后,混凝土表面的水接触角为121.53°,属于憎水性表面,憎水性极大增强。在抗氯离子侵蚀方面,效果最好的也是GO/异丁基硅烷复合乳液,毛细吸盐28 d后,混凝土表层2 cm处的氯离子含量比空白试样降低了80.9%(W/C=0.4)和54.3%(W/C=0.6)。     

聚己内酯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与性能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为有机改性剂处理钠基蒙脱土(Na-MMT),制备了有机蒙脱土(CTAB-MMT),再以CTAB-MMT为插层剂,通过熔融挤出制备了聚己内酯(PCL)/CTAB-MMT纳米复合材料。采用SEM和XRD对MMT和纳米复合材料的结构进行了表征,并测试了纳米复合材料的力学性能。结果表明:CTAB-MMT的片层结构比Na-MMT连续性更好,片层间距由原来的1.51nm增加到1.95～3.32nm;CTAB-MMT在PCL基体中分散更均匀;与纯PCL相比,PCL/CTAB-MMT纳米复合材料的拉伸强度提高了10.2%,而弯曲强度提高了19.5%。     

PP/La_2O_3纳米复合材料的制备与性能研究

通过熔融共混和注塑成型制备出不同纳米稀土(NRE)含量的聚丙烯/氧化镧(PP/La2O3)纳米复合材料,并对该复合材料的力学性能进行了详细研究。结果表明:PP/La2O3纳米复合体系的力学性能受La2O3添加量的影响较大,随La2O3用量的增加,材料的屈服强度与屈服点伸长率均呈先增大后减小的趋势,且均在La2O3用量为1份时出现极大值;另外XRD分析结果显示该复合体系具有两种PP晶型。通过加入La2O3以及对体系进行退火可调节复合材料的内在结构,由此达到控制材料性能的目的。     

PET／蒙脱土纳米复合材料的制备及其性能研究

将十六烷基三甲基溴化铵／聚乙二醇混合物处理的蒙脱土与聚对苯二甲酸乙二醇酯在哈克流变仪上进行熔融复合，制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射以及透射电镜分析表明，蒙脱土层间距明显增大，部分剥离并分散于PET基体中。对其力学性能和热性能的分析发现，当有机化蒙脱土用量为5％(质量含量，下同)时，材料的热变形温度及弯曲模量分别达到154℃和3．335GPa。     

Preparation and Performance of High-Barrier Low Density Polyethylene/Organic Montmorillonite Nanocomposite

Montmorillonite (MMT) was first modified with dodecyl dimethylbenzyl ammonium (DDA) salt and octadecyl trimethyl ammonium (OTA) salt. Then low density polyethylene (LDPE)/organic montmorillonite (OMMT) nanocomposites were prepared by twin-screw extruder and hot-press. Transmission electron microscopy (TEM) results showed that OMMT layers were homogeneously intercalated into the LDPE matrix. In terms of MMT, the modification effect of OTA is superior to that of DDA. CO₂ and O₂ barrier properties of nanocomposites were increased by 7 times and 4 times with 0.5 wt.% OTA-MMT loading, respectively. At 2 wt% OTA-MMT loading, water vapor permeability of LDPE has also decreased about 2.5 times. Compared with pure PE film, 49.5% and 178% improvement of tensile strength of nanocomposites films were obtained by addition of only 4 wt.% DDA-MMT and OTA-MMT, respectively. In addition, with only 0.5 wt.% OMMT loading, the onset degradation temperature of nanocomposites increases by 23°C and 26°C for LDPE/DDA-MMT and LDPE/OTA-MMT, respectively.     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料制备及性能

使用实验室自制的叠片转子密炼机研究了相容剂含量、转子转速和混炼时间对聚丙烯(PP)/蒙脱土纳米复合材料流变及力学性能的影响。研究发现:相容剂含量对PP/蒙脱土纳米复合材料的力学性能和流变性能均有较大影响。随着相容剂含量增加,复合材料的抗拉强度不断增大。当蒙脱土与相容剂质量比为1∶2时,复合材料的抗拉强度和断裂伸长率达到最大值。复合材料的冲击强度随着相容剂含量的增加呈现先增大后减小的趋势。复合材料的力学性能随转子转速提高而降低。复合材料的抗拉强度和断裂伸长率随着混炼时间的增加而提高,冲击强度则随着混炼时间的增加而降低。     

聚苯胺-石墨烯复合纳米填料的制备及其在水性防腐涂料中的应用

以石墨烯为基体,采用化学氧化法使聚苯胺在其表面复合,制备得到聚苯胺-石墨烯复合纳米材料,利用XRD、SEM及TEM对其结构和形貌进行了研究。将其作为功能填料添加到自干型水性环氧树脂中,得到复合水性防腐涂料。研究了复合纳米材料添加量及聚苯胺与石墨烯质量比对所得漆膜性能的影响。结果表明：聚苯胺对金属基材的钝化作用和片层石墨烯的阻隔作用相配合,能更加有效地提高水性环氧树脂的耐腐蚀性;控制适当的添加量及复合纳米材料的组成,能够制备得到性能优异的功能性环保防腐涂料。     

氯化聚乙烯橡胶/羧基丁腈橡胶并用胶相容性研究

采用三维溶解度参数法、差示扫描量热法和物理性能分析法研究不同并用比的氯化聚乙烯橡胶(CM)/羧基丁腈橡胶(XNBR)并用胶的相容性。结果表明:XNBR和CM的三维溶解度参数分别为17.61和19.91(J·cm-3)1/2,两种橡胶每一维度的溶解度参数均相差不大,不同并用比的并用胶均具有一定的相容性;随着XNBR用量的增大,并用胶物理性能改变,当XNBR用量为40~50份时,并用胶的物理性能变化趋势发生改变。