炭黑在橡胶中分散技术研究进展

对于炭黑补强橡胶复合材料,平衡生热、补强以及磨耗之间的关系是炭黑应用的瓶颈问题。炭黑在橡胶基体中的分散性是影响其补强的关键因素之一,从增强炭黑与橡胶之间的相互作用角度出发,炭黑在橡胶中分散技术的研究进展主要体现在炭黑改性、橡胶改性以及液相复合技术方面。重点阐述炭黑的表面改性、聚合物基体的功能化改性以及炭黑与橡胶湿法混炼制备母胶,旨在促进炭黑在橡胶中均匀纳米分散,提高炭黑对橡胶的补强作用,获得性能优异的炭黑/橡胶复合材料。     

碳材料/橡胶导电复合材料的研究进展

介绍导电橡胶复合材料的渗流理论和量子隧穿效应两种导电机理。综述炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳材料与橡胶制备的导电复合材料的国内外研究进展。碳纳米管和石墨烯等新型碳材料可赋予橡胶复合材料更优异的物理性能和导电、导热性能,为橡胶的功能化和多元化开拓了新的领域。多种碳材料并用可以降低填料添加量、提高导电橡胶电导率,是导电橡胶复合材料的发展趋势。     

氧化石墨烯/碳纳米管增强环氧树脂及其性能

采用Hummers制备了氧化石墨烯,并对多壁碳纳米管进行氧化处理,后再通过超声分散使得氧化石墨烯以及功能化碳纳米管通过π-π作用紧密结合在一起后又均匀地分散在环氧树脂中,制备了氧化石墨烯/碳纳米管环氧树脂复合材料。后通过摩擦仪来检测氧化石墨烯、功能化碳纳米管对复合材料的摩擦性能的影响;对样条进行拉伸性能、热失重性能的检测,并用扫描电镜(SEM)来观察样条断面的形态。结果表明:氧化石墨烯、功能化碳纳米管的添加能够有效地改善复合材料的耐摩擦性能,且材料的拉伸性能得到很好的改善,提高了复合材料的韧性和强度。     

碳包覆白炭黑的研究及在橡胶中的应用

以葡萄糖为碳源物质制备出碳包覆白炭黑填料,通过改变葡萄糖在碳包覆白炭黑填料中的占比,研究不同碳含量对碳包覆填料/橡胶纳米复合材料性能的影响。研究表明,碳包覆白炭黑填料在橡胶中的分散性能及其填充胶加工性能都大幅提升,以葡萄糖为碳源的碳包覆填料硫化胶的耐磨性能相比纯白炭黑硫化胶提升 30%时的碳包覆白炭黑填料填充胶的物理机械性能最为优异。本文通过对碳包覆填料/橡胶纳米复合材料的性能分析及填料自身的微观表征,对填料中碳源物质与白炭黑的作用机理及对橡胶性能的影响进行了总结探讨。     

填充型高分子导热复合材料的研究进展

介绍填充型高分子导热复合材料的研究进展,综述3种无机非金属材料（氧化物、碳化物和氮化物）、碳系填料以及表面功能化填料、杂化填料对高分子导热复合材料导热性能的影响。指出填料的表面功能化改性和杂化有利于改善填料在聚合物基体中的分散性能和界面相容性,从而构建有效的导热网络以提高复合材料的热导率,提出设计合适的配方和工艺是填充型导热复合材料的研究重点。     

改性碳纳米管对三元乙丙橡胶导热性能和物理性能的影响

将未改性及酚醛树脂包覆改性碳纳米管填充到三元乙丙橡胶(EPDM)中,观察改性前后碳纳米管在橡胶基体中的分散情况,并研究碳纳米管/EPDM复合材料的热导率和物理性能。结果表明:经酚醛树脂包覆改性后,碳纳米管在橡胶基体中分散良好,复合材料的热导率和物理性能均有一定程度的提高;当碳纳米管与酚醛树脂用量比为1∶1时,改性碳纳米管/EPDM复合材料的热导率较高,物理性能较好。     

环氧化天然橡胶对累托石/炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能的影响

研究环氧化天然橡胶(ENR)对累托石(REC)/炭黑/天然橡胶(NR)纳米复合材料性能的影响。结果表明:REC/炭黑/NR纳米复合材料中填料分散均匀,REC片层呈纳米级分散;ENR改善了REC与橡胶基体间的界面相互作用,增大了复合材料交联密度,从而显著提高了复合材料的力学性能、抗切割性能和耐磨性能,且各性能增幅随ENR用量的增大而增大。     

环氧化天然橡胶对累托石/炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能的影响

研究环氧化天然橡胶（ENR）对累托石（REC）/炭黑/天然橡胶（NR）纳米复合材料性能的影响。结果表明：REC/炭黑/NR纳米复合材料中填料分散均匀,REC片层呈纳米级分散;ENR改善了REC与橡胶基体间的界面相互作用,增大了复合材料交联密度,从而显著提高了复合材料的力学性能、抗切割性能和耐磨性能,且各性能增幅随ENR用量的增大而增大。     

碳系填料在聚合物基导电复合材料中的应用

介绍碳系填料在聚合物基导电复合材料中的应用以及导电复合材料渗流阈值的影响因素。碳系填料主要包括炭黑、石墨、碳纤维和碳纳米管等,对各类碳系填料的研究应侧重于提高其本征导电性能,并解决填料在聚合物基体中的分散问题。开发复合填料是拓宽碳系填料在电磁屏蔽领域应用的有效途径。采用混合填料、复合填料和多种聚合物材料并用可显著降低复合材料的电阻率,提高电磁屏蔽性能,降低导电渗流阈值。     

利用功能填料制备高性能聚氨酯复合材料

通过熔融共混制备了以热塑性聚氨酯(TPU)为基体,锆钛酸铅陶瓷粉末(PZT)和碳纳米管(CNT)为填料的复合材料;并通过热层压的方法分别获得填料分布均一或者呈梯度结构分布的板材。采用扫描电子显微镜、动态热机械分析仪、高阻仪、热失重分析仪、矢量网络分析仪等表征手段研究了复合材料中填料的分散状态,以及复合材料的导电性能、阻尼性能、电磁屏蔽性能等。结果表明,陶瓷粉末的加入能够有效改善碳纳米管在聚合物基体中的分散,提高复合材料的电导率,降低导电的逾渗阈值;同时陶瓷粉末能够提高复合材料的高温阻尼性能;通过多层叠压的方法得到的梯度功能材料比均一结构材料具有更好的阻尼性能和电磁屏蔽性能,而且节约了成本。     

有机陶土和双网络对NR的协同补强

正天然橡胶(NR)广泛应用于多种工程领域,常常需要补强。在胶料中加入炭黑、陶土和碳酸钙等填料来优化使用场合所需的性能。在聚合物加工领域,开发一种使填料充分分散到聚合物基质的方法总是存在一定的难度。加入纳米填料后可改善橡胶性能的一个最重要的因素是其在橡胶基质中的分散。制备纳米陶土复合材料时的一个主要方面是钠米填料的分散程度,因为纳米填料良好的分散能显著提高纳米复合材料料的总体性能。     

偶联功能化炭黑的新方法

以前已有研究表明,将功能化炭黑混入功能化丁苯橡胶(SBR)胶料中,可显著提高填料-弹性体相互作用,降低滚动阻力,其滚动阻力与白炭黑填充胶相近,但并没有增加加工和制造成本。不过,尽管使用功能化弹性体能够改善胶料性能,但由于这种材料缺乏混炼灵活性及其成本较高,致使人们不得不选择其它有吸引力的材料。因此,改善表面改性炭黑(SM-CB)在非功能化弹性体中的填料-弹性体相互作用是有益的。这一目标通过加入一种偶联分子得以实现,该偶联分子在功能化炭黑表面与非功能化弹性体之间可起到化学键的作用。这些胶料的tanδ比非偶联SM-CB填充胶降低近30%,相比对应的ASTM炭黑填充胶更是降低50%以上,而各种静态力学性能则得以保持。总之,SM-CB在标准弹性体中的偶联可以不要求采用功能化橡胶胶料,从而可以提供混炼灵活性,同时可保持明显的性能优势。     

固相剪切碾磨聚丙烯微粉对炭黑/NR复合材料结构与性能的影响

分别采用固相剪切碾磨和高速粉碎方法制备微米级聚丙烯(PP)微粉,研究两种PP微粉的微观形态及其对炭黑/NR复合材料结构与性能的影响。结果表明,与高速粉碎的PP微粉相比,固相剪切碾磨的PP微粉形状更不规则,粒径更小,表面能更大,与NR基体相容性更好,补强效果更突出。当PP微粉用量较小时,PP微粉可均匀分散在橡胶基体中,且不影响炭黑在基体中的良好分散;添加少量PP微粉可改善炭黑/NR复合材料的硫化性能、拉伸性能、热老化性能和动态力学性能。     

碳纳米管填料静电自组装制备及在导电塑料中的应用

为了提高碳纳米管(CNTs)在塑料中的分散性能,设计碳纳米管填料(CNTs Filler)。阳/非离子表面活性剂复配在水中分散CNTs,并赋予CNTs表面正电性。与表面负电性的炭黑或聚苯乙烯微球复合,通过静电吸附作用自组装形成均匀稳定的复合物,制备出CNTs Filler。对比了CNTs Filler、CNTs和炭黑在PS和ABS塑料中,经不同成型工艺的导电结果,证明了使用碳纳米管填料提高了碳纳米管在塑料中的分散性能,总结了碳纳米管相对炭黑作为塑料导电功能体适合压延成型加工。推荐碳纳米管用于导电片材、导电薄膜和高导电塑料等领域。     

纳米Si_3N_4/ACM复合材料的力学性能和硫化性能研究

采用大分子表面处理剂LMPB-g-KH570对纳米Si_3N_4表面进行修饰。利用共混技术制备了纳米Si_3N_4/ACM复合材料。利用RPA-8000、SEM、TEM等测试技术,对纳米复合材料的微观结构和性能进行了分析和评价。结果表明,大分子表面改性剂能有效改善复合材料的微观界面结构,促进纳米Si_3N_4在橡胶基体中的有效分散,橡胶硫化性能得到改善,力学性能得到提高。添加2.0份改性纳米Si_3N_4/ACM复合材料,胶料正硫化时间减少38 s,拉伸强度提高24.8%,撕裂强度提高3.39%。     

三种导电填料与碳纳米管复合改性环氧树脂的研究

选取了炭黑、钛白粉和云母粉三种导电填料分别掺入10%的CNTs一同复合来改性环氧树脂的性能,结果表明,三种填料和CNTs复合后都可以显著提高复合材料抗静电的能力,而适量的炭黑复合碳纳米管和钛白粉复合碳纳米管混合物还可以起到改善环氧树脂复合材料力学性能的作用。研究表明通过多组分复合改性可以得到低成本高性能的环氧树脂材料。     

有机膨润土填充NBR的流变性能、物理机械性能及形态

正聚合物粘土复合材料在工业领域中受到越来越多的关注,这是因为相比于传统填充复合材料,它们能够显著改善物理机械性能。而且这些复合材料用于汽车和包装行业成本较低。因此,将填料加入到聚合物基质中能够显著提高物理机械性能。提高程度与填料/基质界面结合和填料在整个基质中的分散有关。填料通常加入到橡胶基质中以降低生产成本和/或提高橡胶性能。在所有使用的填料中,炭黑由于其较高的补强能力而广为人知。但是,使用炭黑颜色变化少,而且可能会     

纳米SiO2包覆SiC填充改性UHMWPE的热性能

采用纳米粒子表面包覆处理技术制备了纳米碳化硅/超高摩尔质量聚乙烯(SiC/UHMWPE)复合材料,并用傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)进行了测试表征。结果表明:纳米SiC经包覆处理后表面有一层均匀致密的SiO2,包覆处理能改善SiC在UHMWPE基体中的分散效果。当SiC质量分数为5%时,UHMWPE/SiC复合材料具有较高的耐热性能和热导率,这是由于纳米粒子包覆改性纳米SiC与UHMWPE基体均匀分散并形成良好的结合界面,增加了填料对UHMWPE的成核作用,提高其结晶度和耐热性能。     

PP/CNT复合材料制备及表征研究进展

碳纳米管（CNT）在聚丙烯（PP）中的分散及其与PP基体的界面结合是制备PP／CNT复合材料的关键问题，可采用机械剪切、超声处理和表面功能化等方法来解决。CNT的加入使PP的力学、电学、结晶、阻燃和耐热等性能都有不同程度的改善和提高。综述了近年来国内外PP／CNT复合材料的制备及表征研究进展。     

粘土/炭黑/NR纳米复合材料的性能研究

在乳液插层法制备的粘土／NR纳米复合材料中加入炭黑，制得粘土／炭黑／NR纳米复合材料，并对其微观结构和性能进行研究。结果表明，炭黑的加入并没有影响粘土在NR基体中的分散状态，粘士炭黑和在NR基体中均达到纳米级分散；炭黑的加入削弱了粘土所形成填料网络的强度，从而改善了复合材料的加工性能；与粘土／NR纳米复合材料相比，粘土／炭黑／NR纳米复合材料的综合物理性能较好。