氧化石墨烯在橡胶中的应用研究进展

介绍了氧化石墨烯的结构与制备工艺,总结了氧化石墨烯/橡胶复合材料的制备方法,评价了氧化石墨烯对硫化橡胶力学性能、阻隔性能、导热性能、热稳定性及其他性能的影响。     

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%。     

离子液体改性氧化石墨烯对天然橡胶性能的影响Ⅱ.硫化特性及动力学

用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMI)改性氧化石墨烯(GO),以改性GO(GO-BMI)填充天然橡胶(NR),通过X射线衍射法、差示扫描量热法和拉曼光谱表征了GO-BMI,考察了GO-BMI用量对NR混炼胶硫化特性的影响,并采用Ghoreisy模型和自催化反应模型研究了硫化动力学。结果表明,GO经过BMI改性后,层间距进一步增大,玻璃化转变温度相比BMI向高温方向移动,结构的无序性增大; 随着GO-BMI用量的增加,NR混炼胶的焦烧时间和正硫化时间均延长,硫化速率下降; Ghoreisy模型和自催化模型均能很好地描述GO-BMI/NR混炼胶的硫化动力学,随着GOBMI用量的增加,硫化反应活化能逐渐增大。     

表面改性炭黑-白炭黑双相粒子/天然橡胶复合材料的硫化动力学

采用离子液1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐改性炭黑-白炭黑双相粒子(CSDPF),制备了改性CSDPF/天然橡胶复合材料的混炼胶,研究了离子液改性对橡胶硫化动力学的影响.研究发现,离子液能提高橡胶的硫化速率和交联程度,降低硫化活化能.     

Fe-Si粒子填充顺丁橡胶复合材料的磁流变性能（英文）

制备了Fe-Si和羰基铁粉(CIP)粒子填充顺丁橡胶(BR)基磁流变弹性体(MRE),研究了2种粒子对BR基MRE磁流变性能和力学性能的影响。结果表明,随着应变的上升,MRE的相对磁流变性能呈下降趋势,在相同应变下,Fe-Si粒子填充BR基MRE的相对磁流变效应大于CIP填充的MRE;与BR/CIP相比,BR/Fe-Si的拉伸强度、300%定伸应力及扯断伸长率明显下降。     

离子液改性白炭黑对天然橡胶性能的影响

采用一定用量的离子液氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（AMI）对白炭黑进行表面改性,用差示扫描量热仪对改性白炭黑进行了表征,考察了改性白炭黑对天然橡胶（NR）复合材料硫化特性、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,AMI和白炭黑之间存在较强的相互作用;当白炭黑用量少于30份时,随着改性白炭黑用量的增加,混炼胶的正硫化时间缩短,硫化速率提高;当白炭黑用量为30份时,NR复合材料的力学性能最佳,增强作用最明显,与不加改性白炭黑的试样相比拉伸强度增加了30.8%,撕裂强度提高了188.9%,磨耗体积减小了76.0%;与白炭黑填充的NR硫化胶相比,改性白炭黑填充的NR硫化胶的玻璃化转变温度升高,储能模量增大,改性白炭黑与NR之间的相互作用较白炭黑更强。     

氧化石墨烯用量对丁苯橡胶硫化胶性能的影响

采用乳液共混法,将氧化石墨烯(GO)和丁苯橡胶(SBR)胶乳共凝制得GO/SBR硫化胶,研究了GO用量对SBR的力学性能、热稳定性能和导热性能的影响。结果表明,随着GO用量的增加,GO/SBR硫化胶的力学性能、热稳定性能及导热性能均得到提高。当GO填充量为5份时,GO/SBR硫化胶的拉伸强度和撕裂强度分别比SBR硫化胶提高了332%和300%,最大热分解温度提高了14.07℃,热扩散系数提高了13.6%,导热系数提高了16.8%。     

离子液体与白炭黑的相互作用及其对天然橡胶性能的影响

采用离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMI)改性白炭黑,用傅里叶变换红外光谱和固体核磁共振研究了AMI与白炭黑的相互作用,研究了离子液体用量对改性白炭黑填充天然橡胶(NR)的硫化特性、力学性能和动态力学性能的影响。结果表明,AMI与白炭黑表面之间具有氢键作用,能够明显提高白炭黑在NR中的分散性。AMI能改变白炭黑填充胶料的硫化速率,AMI用量越多,NR胶料的硫化速率越大。随着AMI用量的增加,改性白炭黑填充NR硫化胶的拉伸性能和撕裂性能提高,当AMI用量为1.0份时,NR硫化胶的拉伸强度达到最大值23.95 MPa; 当AMI为2.0份时,NR硫化胶的撕裂强度达到最大值71.47 k N/m,与填充未改性白炭黑的NR硫化胶相比,分别提高了102.28%和41.83%。随着AMI用量的增加,NR硫化胶的玻璃化转变温度下降。     

表面改性炭黑-白炭黑双相粒子/天然橡胶复合材料的硫化动力学（英文）

采用离子液1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐改性炭黑-白炭黑双相粒子（CSDPF）,制备了改性CSDPF/天然橡胶复合材料的混炼胶,研究了离子液改性对橡胶硫化动力学的影响。研究发现,离子液能提高橡胶的硫化速率和交联程度,降低硫化活化能。     

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。