原位濕法石墨烯/聚異戊二烯橡膠納米復(fù)合材料制備及表征
發(fā)布時(shí)間：2021-08-10 23:15
近幾年來基于石墨烯優(yōu)異的力學(xué)性能,極大的比表面積,優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能等,高性能石墨烯及其衍生物橡膠功能化復(fù)合材料成為橡膠傳統(tǒng)行業(yè)的研究熱點(diǎn)。值得注意的是,石墨烯和橡膠基體之間的界面作用和均勻分布是實(shí)現(xiàn)高性能、功能化橡膠基納米復(fù)合材料的關(guān)鍵。基于改性及功能化使石墨烯能夠?qū)崿F(xiàn)在橡膠基體納米復(fù)合材料中的均勻分散,與基體之間具有良好界面相互作用和相容性的思路,該論文原位濕法制備石墨烯/聚異戊二烯橡膠納米復(fù)合材料涉及天然膠乳及異戊二烯單體液相原位聚合過程,主要從設(shè)計(jì)及調(diào)控石墨烯與橡膠基體間的界面作用力,改性石墨烯表面基團(tuán)著手,通過膠乳共混及原位聚合共混技術(shù)兩個(gè)方面開展研究工作:一是將石墨烯（rGO）與白炭黑（SiO2）通過化學(xué)鍵鍵接制備雜化粒子,再將此雜化填料應(yīng)用到橡膠基體中。如果將SiO2和石墨烯直接加入到橡膠基體中,石墨烯作為各向異性填料易受外力發(fā)生取向,產(chǎn)生嚴(yán)重的壓延效應(yīng),同時(shí)SiO2和rGO之間難以結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),二者與橡膠基體之間的界面效應(yīng)差,而SiO2為零維材料屬于各向同性,二維rGO和零維Si...
【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：175 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
碳納米材料的各種形式
圖 1-2 石墨烯的批量制備多種多樣，在應(yīng)用范圍、質(zhì)量和價(jià)格上有廣泛的選擇Figure 1-2 There are several methods of mass-production of graphene, which allow awide choice in terms of size, quality and price for any particular application年來，石墨烯以大表面，優(yōu)異的力學(xué)性能及導(dǎo)熱導(dǎo)電性能等，高性能石墨烯衍生物，成為傳統(tǒng)橡膠的研究熱門行業(yè)。應(yīng)當(dāng)指出，石墨烯與橡膠基體之間相容性是實(shí)現(xiàn)高性能橡膠基納米復(fù)合材料的關(guān)鍵因素。表面改性可以促進(jìn)聚能化[14]，從而提高聚合橡膠石墨烯衍生物的性能。據(jù)所知，石墨烯或 GO 層在復(fù)合材料的加工中是至關(guān)重要的。均勻分布是最小化應(yīng)力集中中心的存在均勻的應(yīng)力分布而實(shí)現(xiàn)有效載荷傳遞的關(guān)鍵。此外，石墨烯或 GO 層的完全膠與石墨烯或 GO 之間的接觸面積并改善了界面相互作用。為了解決這個(gè)問們一直試圖通過以下制備方法來改進(jìn)石墨烯或 GO 并制備剝離和均勻分散的 GO(GO)/聚合物納米復(fù)合材料：機(jī)械混合，溶液/懸浮液混合，原位聚合和乳見圖 1-3。本文中，將總結(jié)石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料的制備，結(jié)構(gòu)和性能的研究進(jìn)展。
圖 1-3 石墨烯(GE)或 GO(GO)/聚合物納米復(fù)合材料制備方法Figure 1-3 Preparation of graphene (GE) or graphene oxide (GO)/PolymerNanocomposites1.2.1 石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備方法1.2.1.1 機(jī)械共混采用傳統(tǒng)的聚合物加工設(shè)備，將石墨烯及石墨烯衍生物與橡膠進(jìn)行簡單機(jī)械共混，是較易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的高性能橡膠納米復(fù)合材料的制備方法。機(jī)械共混方法的優(yōu)點(diǎn)是: 通過施加剪切力使填料在熔融狀態(tài)下分散在彈性體基體中。這種技術(shù)可以涉及填料的化學(xué)改性使用增容劑來增強(qiáng)填料與基體的相互作用，操作簡單，效率高，無溶劑的脫除過程，這就產(chǎn)生較少的環(huán)境污染。缺點(diǎn)是石墨烯和石墨烯衍生物的表面有機(jī)官能團(tuán)少且表面作用力低與橡膠基質(zhì)的界面作用很低，易于團(tuán)聚，因此這種方法的最大問題是采取幾種方法，防止石墨烯和石墨烯衍生物在橡膠基體中的團(tuán)聚及低的界面作用。Araby[16]研究了機(jī)械共混法制備三元乙丙橡膠和石墨烯復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)：復(fù)合材料的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率隨著 GnP 的添加而增加，但復(fù)合材料的強(qiáng)度大大提
本文編號(hào)：3334957
【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】：175 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
碳納米材料的各種形式
圖 1-2 石墨烯的批量制備多種多樣，在應(yīng)用范圍、質(zhì)量和價(jià)格上有廣泛的選擇Figure 1-2 There are several methods of mass-production of graphene, which allow awide choice in terms of size, quality and price for any particular application年來，石墨烯以大表面，優(yōu)異的力學(xué)性能及導(dǎo)熱導(dǎo)電性能等，高性能石墨烯衍生物，成為傳統(tǒng)橡膠的研究熱門行業(yè)。應(yīng)當(dāng)指出，石墨烯與橡膠基體之間相容性是實(shí)現(xiàn)高性能橡膠基納米復(fù)合材料的關(guān)鍵因素。表面改性可以促進(jìn)聚能化[14]，從而提高聚合橡膠石墨烯衍生物的性能。據(jù)所知，石墨烯或 GO 層在復(fù)合材料的加工中是至關(guān)重要的。均勻分布是最小化應(yīng)力集中中心的存在均勻的應(yīng)力分布而實(shí)現(xiàn)有效載荷傳遞的關(guān)鍵。此外，石墨烯或 GO 層的完全膠與石墨烯或 GO 之間的接觸面積并改善了界面相互作用。為了解決這個(gè)問們一直試圖通過以下制備方法來改進(jìn)石墨烯或 GO 并制備剝離和均勻分散的 GO(GO)/聚合物納米復(fù)合材料：機(jī)械混合，溶液/懸浮液混合，原位聚合和乳見圖 1-3。本文中，將總結(jié)石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料的制備，結(jié)構(gòu)和性能的研究進(jìn)展。
圖 1-3 石墨烯(GE)或 GO(GO)/聚合物納米復(fù)合材料制備方法Figure 1-3 Preparation of graphene (GE) or graphene oxide (GO)/PolymerNanocomposites1.2.1 石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備方法1.2.1.1 機(jī)械共混采用傳統(tǒng)的聚合物加工設(shè)備，將石墨烯及石墨烯衍生物與橡膠進(jìn)行簡單機(jī)械共混，是較易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的高性能橡膠納米復(fù)合材料的制備方法。機(jī)械共混方法的優(yōu)點(diǎn)是: 通過施加剪切力使填料在熔融狀態(tài)下分散在彈性體基體中。這種技術(shù)可以涉及填料的化學(xué)改性使用增容劑來增強(qiáng)填料與基體的相互作用，操作簡單，效率高，無溶劑的脫除過程，這就產(chǎn)生較少的環(huán)境污染。缺點(diǎn)是石墨烯和石墨烯衍生物的表面有機(jī)官能團(tuán)少且表面作用力低與橡膠基質(zhì)的界面作用很低，易于團(tuán)聚，因此這種方法的最大問題是采取幾種方法，防止石墨烯和石墨烯衍生物在橡膠基體中的團(tuán)聚及低的界面作用。Araby[16]研究了機(jī)械共混法制備三元乙丙橡膠和石墨烯復(fù)合材料，研究發(fā)現(xiàn)：復(fù)合材料的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率隨著 GnP 的添加而增加，但復(fù)合材料的強(qiáng)度大大提
本文編號(hào)：3334957
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3334957.html
最近更新
教材專著
