CNTs-POSS-硅橡膠復合材料熱氧穩(wěn)定性及機理研究.pdf

1、CNTsPOSS硅橡膠硅橡膠復合材料復合材料熱氧穩(wěn)定性及穩(wěn)定性及機理研究機理研究EffectsmechanismofCNTsPOSSonthermaloxidativestabilityofsiliconerubber學科專業(yè)：材料學研究生：吳亞玲指導教師：鄭俊萍教授天津大學材料科學與工程學院二零一三年十二月摘要硅橡膠是高性能合成橡膠中的重要一員，為了使硅橡膠適應更為苛刻的高溫環(huán)境，提高硅橡膠熱穩(wěn)定性的研究被廣泛開展?；谔技{米管(CN

2、Ts)特殊的結構和優(yōu)異的性能，將CNTs與高分子基體復合來提高復合材料力學、電導和熱穩(wěn)定性的研究也有很多報道。本論文采用―graftto‖方式，將籠型倍半硅氧烷(PolyhedralOligomericSilsesquioxanePOSS)接枝于CNTs上，制備CNTsPOSS，并將其與硅橡膠配合體系復合制備CNTsPOSSSR復合材料。通過場發(fā)射透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、激光顯微拉曼光譜(Raman)、

3、X射線光電子能譜分析(XPS)、熱重分析(TGA)等表征CNTs的接枝效果及接枝量；利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、Raman光譜表征不同表面狀態(tài)的CNTs在硅橡膠基體中的分散及其與基體的界面相互作用；通過與其他對照組的對比，研究了表面修飾對硅橡膠力學、導熱、導電及熱氧穩(wěn)定性等性能的影響；通過分析復合材料熱氧降解產物的變化，進一步研究了CNTs表面修飾對硅橡膠熱穩(wěn)定影響的機理。實驗結果表明：利用CDI作為活化劑可以將POSS接枝到C

4、NTs表面，接枝量約為20wt%。在CNTs表面修飾POSS后，CNTsPOSS在硅橡膠基體中呈現(xiàn)出良好的分散性，沒有出現(xiàn)明顯的團聚結構；CNTs與基體之間的界面相互作用增強，從而有效提高了復合材料力學性能。POSS對CNTs的包覆使得CNTsPOSSSR復合材料導熱性能有所提高，并且其體積電阻率相較于CNTsCOOHSR仍維持在較高值。TGFTIR結果表明，CNTsPOSS提高了硅橡膠熱氧穩(wěn)定性，使得硅橡膠熱氧降解過程中成環(huán)反應變得困