石墨烯和富勒烯-橡膠納米復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、碳納米材料泛指那些特殊物理化學(xué)性質(zhì)嚴(yán)重依賴于材料本身的納米尺寸的碳族材料。碳材料同聚合物的復(fù)合材料一直受到廣泛的關(guān)注。本文重點(diǎn)探索了石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料以及富勒烯/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法，并對兩種復(fù)合材料的性能進(jìn)行了研究。具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)利用Hummers法制備了C/O比值在2.1左右的氧化石墨，然后將其在THF中剝離成氧化石墨烯(GO)，并以制備的GO為填料，通過溶液法制備了GO/溶聚丁苯橡膠(SSB

2、R)納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，GO在THF中分散性有限，GO同SSBR基體界面作用較弱，不利于應(yīng)力在SSBR基體中傳播，因此直接利用GO作為填料在SSBR橡膠中起到的補(bǔ)強(qiáng)作用有限。
　　(2)利用十二烷基胺(DDA)對GO進(jìn)行改性，成功制備得到十二烷基胺改性的氧化石墨烯(DDA-GO)，有效改善了GO在THF中的分散性。然后利用溶液法制備了DDA-GO/SSBR納米復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入的DDA-GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到4wt％后，復(fù)

3、合材料的力學(xué)性能顯著提高，比如其拉伸強(qiáng)度由2.6MPa提高至6.6MPa，300％定伸提高了92％斷裂伸長率提高了約45％，補(bǔ)強(qiáng)效果明顯優(yōu)于未改性的GO。
　　(3)制備了C60/NR納米復(fù)合材料，利用C60捕捉橡膠老化過程中產(chǎn)生的自由基，以達(dá)到防止橡膠老化的效果。本論文對C60/NR納米復(fù)合材料老化前后的力學(xué)性能進(jìn)行了對比，以探究C60在橡膠中的防老效果。核磁交聯(lián)密度、DSC等多種表征手段均發(fā)現(xiàn)C60在NR硫化過程中同硫磺產(chǎn)生的