目的探究改性多壁碳納米管(MWCNTs)在羧基丁腈橡膠(XNBR)中的分散性、增強(qiáng)橡膠基體動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及其作用機(jī)理。方法采用多巴胺自聚合兼物理修飾的技術(shù)對(duì)MWCNTs進(jìn)行表面改性處理,以增加其表面極性基團(tuán),提高其與XNBR基體的兼容性,并制備了聚多巴胺改性碳納米管(MWCNTs-P)。采用紅外光譜儀和X射線光電子能譜儀分析了改性多壁碳納米管的表面化學(xué)狀態(tài),使用透射電子顯微鏡(TEM)探索了改性碳納米管的結(jié)構(gòu)演變。使用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)研究了改性碳納米管填料網(wǎng)絡(luò)對(duì)XNBR基體的增強(qiáng)效果,結(jié)合復(fù)合材料斷面的掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM),探索了MWCNTs-P填料增強(qiáng)XNBR動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的作用機(jī)理。結(jié)果調(diào)控多巴胺反應(yīng)濃度實(shí)現(xiàn)了MWCNTs-P填料表面物理包覆層厚度從2nm增加到4nm。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試表明,MWCNTs-P填料提高了復(fù)合材料老化前后的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。SEM測(cè)試發(fā)現(xiàn),MWCNTs-1.0P-2.0wt%復(fù)合材料在老化試驗(yàn)后斷面存在的孔洞最淺。TEM測(cè)試發(fā)現(xiàn),MWCNTs-1.0P填料在XNBR基體中有更好的分散性。結(jié)論聚多巴胺改性多壁碳納米提高了其在羧基丁腈橡膠基...

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【部分圖文】：

圖1 聚多巴胺改性多壁碳納米管的透射電鏡照片

通過透射電子顯微鏡（TEM）探索了聚多巴胺改性MWCNTs的結(jié)構(gòu)演變。如圖1a所示，未改性MWCNTs的晶格條紋清晰可見。在圖1b中，MWCNTs-0.25P表面除了能夠看見碳納米管的晶格條紋以外，還能夠發(fā)現(xiàn)無定形態(tài)的聚多巴胺層，由于巴胺反應(yīng)濃度較低，使其厚度比較薄。如圖1c所示....

圖2 聚多巴胺改性碳納米管的紅外光譜圖

使用紅外光譜儀分析改性前后碳納米管表面有機(jī)官能團(tuán)的化學(xué)成分變化，結(jié)果見圖2。在紅外光譜圖中對(duì)比了未改性MWCNTs（圖2中a曲線）和MWCNTs-0.25P（圖2中b曲線）的變化。在a曲線中，未改性碳納米管表面存在O—H峰，這是由于結(jié)晶水的存在所致。在b曲線中，3458cm–1....

圖3 聚多巴胺改性碳納米管的XPS光電子能譜圖

采用XPS光電子能譜對(duì)MWCNTs-0.25P樣品表面典型化學(xué)元素及結(jié)合能進(jìn)行進(jìn)一步分析，結(jié)果見圖3。如圖3a所示，多巴胺通過自聚合沉積在碳納米管表面后，在全譜中有明顯的O1s和N1s出現(xiàn)，表明聚多巴胺的包覆增加了這兩種元素的含量。其中，C元素占比為88.98%,N元素占比為2.....

圖4 不同改性碳納米管含量的復(fù)合材料的彈性模量-溫度曲線

圖5反映了MWCNTs-P填料添加量變化對(duì)基丁腈橡膠損耗因子的影響。在圖5a—d中，MWCNTs填料制備的樣品的損耗因子峰值沒有明顯的增大，而MWCNTs-P填料制備的樣品的損耗因子峰值都高于原膠和MWCNTs填料制備的樣品，暗示著MWCNTsP填料能夠提高其在羧基丁腈橡膠基體中....

本文編號(hào)：4013032