氧化石墨烯/炭黑/乳聚丁苯橡胶纳米复合材料的性能研究

利用乳液插层复合法制备氧化石墨烯/乳聚丁苯橡胶（ESBR）复合胶,研究其在工程机械轮胎胎面胶中的应用。结果表明：在胎面胶中加入氧化石墨烯,氧化石墨烯/炭黑/ESBR纳米复合材料的t₉₀延长;剪切储能模量和储能模量增大,玻璃化温度变化不大,损耗因子峰值减小;主要物理性能和耐磨性能提高。     

偶联剂KH550改性氧化石墨烯/聚苯乙烯磺酸钠 及其与丁苯橡胶的复合材料性能研究

在界面剂聚苯乙烯磺酸钠(PSS)的物理改性作用下,以硅烷偶联剂KH550(简称KH550)对氧化石墨烯(GO)进行化学改性,制得KH550改性GO(KH550-GO)/PSS,采用乳液法制备KH550-GO/PSS/丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明:通过PSS的加入,使KH550-GO在SBR中的分散性得到改善;与不加KH550-GO/PSS的复合材料相比,KH550-GO/PSS/SBR复合材料的物理性能和气密性能显著提高。     

工程轮胎胎面胶用氧化石墨烯/炭黑/乳聚丁苯橡胶纳米复合材料的性能

利用乳液插层复合法制备了氧化石墨烯/乳聚丁苯橡胶(GO/ESBR)纳米复合材料,对复合材料的形态结构做出了表征。在工程轮胎胎面胶配方中,将该复合材料部分替代乳聚丁苯干胶,利用机械共混工艺制备了氧化石墨烯/炭黑/乳聚丁苯橡胶(GO/carbon black/ESBR)纳米复合材料。研究了复合材料的综合性能。结果表明：氧化石墨烯以纳米级别分散在复合材料中;氧化石墨烯的加入延长了复合材料的正硫化时间,增强了混炼胶的填料网络结构,玻璃化转变温度(Tg)变化不大,但损耗峰降低,改善了炭黑/丁苯纳米复合材料的力学性能,耐磨性提高了9%~25%。     

氧化石墨烯包覆硫黄微胶囊的制备及对乳聚丁苯橡胶性能的影响

采用氧化石墨烯（GO）包覆硫黄微胶囊,研究了GO包覆硫黄微胶囊作硫化剂对乳聚丁苯橡胶（ESBR）硫化特性及力学性能的影响。结果表明,GO/硫黄（质量比）为90/10时,硫黄可以完全被GO包覆,并可制得热稳定性较佳的GO包覆硫黄微胶囊。相比于硫黄,GO包覆硫黄微胶囊/ESBR混炼胶的硫化时间延长,硫化速率下降,GO包覆硫黄微胶囊/ESBR硫化胶的拉伸强度由硫黄/ESBR硫化胶的16.37 MPa提高至17.66 MPa,300%定伸应力由11.69 MPa提高至12.71 MPa。     

聚醚胺改性氧化石墨烯/环氧化溶聚丁苯橡胶 复合材料的制备与性能研究

采用聚醚胺D400（简称D400）改性氧化石墨烯（GO）,制备D400-GO/环氧化溶聚丁苯橡胶（ESSBR）复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明：通过傅里叶红外变换光谱和X射线光电子能谱分析确定D400成功地接枝到GO表面;接枝D400可以改善GO在ESSBR基体中的分散性,增强GO与ESSBR基体的结合能力;与GO/ESSBR复合材料相比,D400-GO/ESSBR复合材料的拉伸性能、抗湿滑性能、气密性和耐磨性能提高。     

氮掺杂石墨烯/白炭黑/溶聚丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

以尿素和氧化石墨烯(GO)为原料,通过直接研磨负载和在氮气保护气氛下煅烧的方法制备出氮掺杂石墨烯[石墨相氮化碳(g-C_3N_4)/还原GO(rGO)],通过机械共混制备g-C_3N_4/rGO/白炭黑/溶聚丁苯橡胶(SSBR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:g-C_3N_4/rGO与白炭黑两种填料在橡胶基体中能够实现相互分散;g-C_3N_4/rGO等量部分替代白炭黑可以改善复合材料的物理性能和动态力学性能,在g-C_3N_4/rGO用量为5份时,复合材料的综合物理性能最佳,压缩生热和滚动阻力最低。     

氧化石墨烯与白炭黑并用填充丁苯橡胶纳米复合材料的性能

采用乳液共混与机械剪切法制备氧化石墨烯/白炭黑/丁苯橡胶纳米复合材料,并对其综合性能进行研究。结果表明:两种并用填料在橡胶基体中均能达到纳米级分散,且白炭黑粒子填补了氧化石墨烯片层间的空隙。氧化石墨烯的加入延长了复合材料的正硫化时间,改变了其交联密度。氧化石墨烯等量替代白炭黑,可以提高橡胶基体中填料的有效体积分数,改善复合材料的物理性能和动态力学性能。氧化石墨烯的加入使复合材料的耐磨性能显著提高。与白炭黑填充相比,氧化石墨烯/白炭黑填充复合材料的60℃时损耗因子有所降低,能进一步降低滚动阻力,但其0℃的损耗因子也呈现降低趋势,对复合材料抗湿滑性能不利。     

环氧化溶聚丁苯橡胶改性的溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的性能

将环氧度为15%的环氧化溶聚丁苯橡胶作为改性剂,研究了环氧化溶聚丁苯橡胶对溶聚丁苯橡胶/白炭黑复合材料的加工性能、物理机械性能、动态力学性能及白炭黑分散性等的影响。结果表明,环氧化溶聚丁苯橡胶的加入减缓了复合材料的硫化速率,混炼胶中的结合胶含量增大;溶聚丁苯橡胶/白炭黑硫化胶的定伸应力、耐磨性及回弹性能提高,压缩生热降低,同时硫化胶的抗湿滑性能得到提升、滚动阻力下降。     

离子液体改性氧化石墨烯/丁苯橡胶复合材料的热降解动力学

为了提高氧化石墨烯(GO)在丁苯橡胶(SBR)中的分散性,采用离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMIMCl)对GO进行改性,得到了离子液体改性GO(GO-IL)。通过乳液混合法制备了GO-IL/SBR复合材料,研究了GO-IL/SBR硫化胶的热稳定性,并分别采用Kissinger法和FlynneWalle-Ozawa法计算了该硫化胶的热降解活化能。结果表明,与未改性的GO相比,GO-IL能明显提高SBR硫化胶的热稳定性;当填料用量为5份(质量)时,GO-IL/SBR硫化胶的最大热失重温度和热降解活化能比GO/SBR硫化胶分别提高了4.0℃和17.35 k J/mol。     

环氧化溶聚丁苯橡胶用作大分子偶联剂改性白炭黑/顺丁橡胶复合材料的性能研究

制备环氧度为15%的环氧化溶聚丁苯橡胶（ESSBR）,以其作为大分子偶联剂对白炭黑/顺丁橡胶（BR）复合材料进行改性,研究白炭黑/ESSBR/BR复合材料的性能,并与偶联剂Si69/白炭黑/溶聚丁苯橡胶（SSBR）/BR复合材料进行对比。结果表明,白炭黑/ESSBR/BR复合材料的白炭黑分散性、拉伸性能、抗湿滑性能和耐磨性能均有不同程度的提高,滚动阻力降低,且无挥发性有机化合物的排放,该复合材料可用于轮胎胎面胶。     

自组装ANFs/GO复合薄膜的结构与纳米压痕力学性能

将氧化石墨烯(GO)在氢氧化钾/二甲基亚砜中分散并与对位芳纶聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)聚阴离子分散液混合得到稳定分散的复合分散液,将该复合分散液通过去离子水处理并利用自组装方法制备由直径为40 nm左右的高长径比芳纶纳米纤维(ANFs)和表面无羧基、羟基含量相对增多的部分脱氧GO(DGO)组成的复合薄膜。对系列复合薄膜进行电子显微镜观察和光谱学分析发现ANFs与DGO间通过氢键和π–π堆叠相互作用紧密结合形成多层结构。采用纳米压痕技术测试旋涂自组装方法制备的薄膜的微观力学性能,发现薄膜弹性模量和纳米硬度在GO用量为PPTA质量的1.5%时,分别达到了32 GPa和1.5 GPa,较未加GO的ANFs提升了104%和87.5%,表明ANFs与GO形成的DGO之间具有较强的协同增强作用。这种具有高硬度、高弹性模量的新型复合材料有望在个体防护、船壳材料、航空航天等领域发挥重要作用。     

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。     

改性氧化石墨烯的制备及其性能研究

利用改进Hummers法制备氧化石墨(GO),并在水中超声分散制得氧化石墨烯。用3-氨丙基甲基二甲基硅烷(Si-903)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)两种硅烷偶联剂对其进行改性。对产物用FT-IR、XRD、TGA和DSC进行表征。结果表明KH-560和Si-903改性后在氧化石墨片层之间引入了新的官能团。通过分散性测试表明,KH-560改性后的氧化石墨烯在二甲基亚砜中的分散性最好,对以后溶剂的选择有参考意义。     

CE/BMI/GO复合材料的制备与性能

以双马来酰亚胺树脂(BMI)预聚体改性氰酸酯树脂(CE)(CE/BMI)作为基体树脂,以氧化石墨烯(GO)作为增强体,通过浇铸成型工艺制备了CE/BMI/GO复合材料。研究了GO的质量分数对CE/BMI/GO复合材料力学和摩擦学性能的影响。结果表明,GO的加入有益于复合材料力学性能和摩擦学性能的提高。GO的质量分数为0.8%时复合材料获得最好的韧性和耐磨性。对比基体树脂,CE/BMI/GO复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了33.6%和27.6%;摩擦系数和磨损率分别降低了22.5%和77.6%。     

SBA-15改性氧化石墨烯的环氧复合涂层制备及其防腐性能

用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)将SBA-15分子筛接枝到氧化石墨烯上制备功能填料,并将其填充到水性环氧树脂中制备复合涂层。采用FTIR、XRD、氮气吸附脱附和TEM对填料进行了表征;采用电化学阻抗谱(EIS)、盐雾实验和附着力测试等方法对不同填料添加量涂层的防腐性能及力学性能进行了表征。实验结果表明:当功能填料添加质量分数为1.0%(占体系总质量)时,涂层电化学阻抗值达到4×10~8Ω·cm~2,同时具有最佳耐盐雾性能以及附着力性能。复合涂层的防腐性能明显优于纯环氧涂层,这主要是因为功能填料的孔/片协同结构有效地延缓了腐蚀粒子到达金属基材表面的时间。     

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。     

石墨烯/聚乙烯复合改性沥青胶结料的流变性能研究

为提高沥青胶结料的综合路用性能,尤其是高温性能,本文采用高速剪切机将质优价廉的聚乙烯(PE)与石墨烯纳米片(GNPs)复合制备新型沥青胶结料,同时使用温度扫描(TeS)、多重应力蠕变恢复(MSCR)、线性振幅扫描(LAS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了石墨烯/聚乙烯复合改性沥青胶结料的流变性能和作用机理.结果表...     

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。     

改性热还原氧化石墨烯/尼龙纳米复合材料的制备及性能

经溶液共混法成功制备了离子液体改性热还原氧化石墨烯/三元共聚尼龙(IL-TRGO/CO-PA)纳米复合材料,测试分析表明IL-TRGO能明显改善纳米复合材料的性能。XRD和SEM分析表明:当TRGO的含量不高于0.75%时,IL-TRGO片层可以均匀地分散在CO-PA基体中。DSC和TGA分析表明:IL-TRGO能够提高纳米复合材料的结晶温度和热稳定性,但降低了其玻璃化转变温度。力学性能测试表明:TRGO能够提高复合材料的力学性能,当TRGO含量为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率分别提高了82.1%、129%和22.7%;当TRGO含量为0.75%时,纳米复合材料的屈服强度提高了161.6%。