橡胶纳米填料复合材料研究进展
改性石墨烯粘土天然橡胶纳米复合材料的结构与性能
改性石墨烯/粘土/天然橡胶纳米复合材料的结构与性能张涛，王文良,鲁璐璐，杨阳，张闻轩（太原工业学院材料工程系，山西太原030008）摘要:大量研究表明，纳米填料的表面效应、大的比表面积以及纳米粒子本身对基体的强界面效应对橡胶纳米复合材料性能的提升具有极大的帮助。
本研究以天然橡胶（NR）为基体材料，采用乳液法制备石墨烯/粘土/NR纳米复合材料’讨论了石墨烯、粘土的用量对复合材料的物理机械性能的影响’结果表明，当粘土用量为3.0pho时，随着石墨烯添加量的增加，石墨烯/粘土/NR纳米复合材料的力学性能和耐磨性先升高，然后略有下降’当石墨烯添加量为1-0pho时，复合材料的拉伸强度提高了33.3%,而阿克隆磨耗体积下降了225%。
关键词:石墨烯;天然胶乳;复合材料;力学性能;阿克隆磨耗中图分类号:TB33文献标识码：A文章编号：1008-021X（X0X1）05-0025-04Structrrr and Properties of ModiCed Graphene/Clay/NR NanocompositesZhang Tao,Wang Wenliang,Lu Lulu,Yang Yang,Zhang Wenxuan(Department of Material Engineering,Taiyuan Institute of Technology,Taiyuan030008,China)Abstract:A larye number of studies have shown that the surface effect of nano-fillers,larye specific surface area and strong interface effect of nano-particles themselves on the matrix have a great help te ioprove the performance of rubber nano-composites.In this paper,natural rubber(NR)was used as the matrix material and graphene/clay/NR nanocompos—es were prepared by emulsion method.The e/ects of the amount of graphene and clay on the physical and mechanical properties of the composites were discussed.The results showed that the mechanical properties and wear resistance of graphene/clay/NR nanocomposieesweoe ioseeyincoeased and ehen seigheeydecoeased wieh eheincoeaseoQgoapheneconeenewhen eheceayconeeneis 3.0phr.And the tensile strength of the composites was increased by335%,the wear volume of Akron was decreased by22.7% when the amount of graphene is1.0phr.Key words:graphene；natural latex；composites;mechanical properties;akron abrasion有关石墨烯的研究虽然进行了60多年，但是直到21世纪初期英国物理学家Giov和Novos/o才第一次通过机械剥离的方法得到了石墨烯（GE）［1-5］。
橡胶复合材料调研报告
橡胶复合材料调研报告橡胶复合材料是一种由橡胶和其他材料混合而成的材料，具有优异的性能和多种应用。
本调研报告将介绍橡胶复合材料的种类、制备方法、应用领域和未来发展趋势。
橡胶复合材料可以分为填充橡胶复合材料和增强橡胶复合材料两类。
填充橡胶复合材料是将填充物填充到橡胶中，使其具有更好的强度和耐磨性，常见的填充物有碳黑、石墨、硅酸钙等。
增强橡胶复合材料是在橡胶中加入增强材料，如纤维、纱线等，以提高材料的拉伸强度和耐热性。
橡胶复合材料的制备方法主要包括混炼法、挤出法、模压法和注射法等。
混炼法是最常用的制备方法，通过将橡胶和填充物混合并加热、研磨，最后冷却成型。
挤出法和模压法适用于制备较复杂形状的橡胶制品，注射法则适用于制备小尺寸的橡胶制品。
不同的制备方法适用于不同的产品需求。
橡胶复合材料具有优异的性能，如耐磨性、耐油性、耐腐蚀性等，因此在各个领域有广泛的应用。
汽车工业是橡胶复合材料的主要应用领域之一，用于制造轮胎、悬挂系统、密封件等。
航空航天工业也广泛使用橡胶复合材料，如制造飞机的减震器、密封圈等。
此外，橡胶复合材料还应用于建筑、电子、医疗等众多领域。
未来，橡胶复合材料的发展趋势主要有以下几个方面。
首先，随着环保意识的增强，开发环保型橡胶复合材料是一个重要的方向。
通过降低对环境的影响，提高材料的可回收性和可再利用性，以满足市场的需求。
其次，发展新型的增强材料，如纳米材料、碳纤维等，以提高橡胶复合材料的性能。
最后，加强材料的研究和开发，探索新的应用领域，如智能材料、生物医学材料等。
总之，橡胶复合材料是一种性能优良、应用广泛的材料。
通过不断研究和创新，可以进一步提高橡胶复合材料的性能和应用范围，满足不同领域的需求。
希望本调研报告能够为相关研究和开发提供参考和启示。
橡胶纳米复合材料在橡胶制品中的应用
橡胶纳米复合材料在橡胶制品中的应用纳米材料一般是指粒径在1～100nm问的粒子,由于纳米相尺寸效应，大的比表面积以及强的界面相互作用，使得纳米复合材料的性能极大地优于相同组分的常规复合材料。
与传统的聚合物增强增韧改性方法相比，纳米材料不但能全面改善聚合物的综合性能，还能赋予其奇特的性能，为聚合物的增韧、增强改性增添了新的途径。
目前对橡胶基质纳米复合材料的研究表明，增强剂的粒径是其增强能力的第一要素，“纳米增强”是橡胶高效增强的必要条件。
纳米复合材料的应用：1、内胎应用橡胶纳米复合材料制备的内胎材料与商品化的NR内胎、IIR内胎材料性能对比可以看出，不含炭黑的纳米复合材料内胎的综合物理性能与商品化内胎材料相当，气密性介于NR内胎与IIR内胎之间。
其成本与NR内胎材料接近，而明显低于IIR内胎。
如果作为内衬层材料，其与胎体的共硫化性能好，与CIIR相比，成本优势更为明显。
2、工程机械轮胎胎面胶在材料综合物理性能基本不变的情况下，胶料的耐磨性能、抗裂纹扩展性能和滚动阻力性能均有所提高。
耐热输送带覆盖胶米复合材料耐热输送带覆盖胶与传统耐热输送带覆盖胶的性能对比可以看出，传统胶料高温老化5 h后就出现大裂纹，老化9 h后一次弯曲则断裂；而纳米复合材料高温老化9 h后一次弯曲才出现裂纹，老化10 h后一次弯曲仍未断裂。
该性能有利于耐热输送带性能的提升。
纳米材料作为一种新型材料在橡胶改性领域有着非常广阔的应用前景，对于开发高性能的橡胶有着十分重要的意义。
国内目前在利用纳米材料改性橡胶技术领域中，还存在着复合体系单一，复合方法简单，工业化程度底等问题，因此橡胶纳米复合材料的特性和潜能在今后很长一段时问内，仍需要靠纳米科技的发展去挖掘和提高。
分子和超分子结构天然橡胶一纳米填料纳米复合材料的硫化与粘弹性能(1)
１ 实 验
１ １ 材 料 ．
ＮＲ（１ 粘 度 ＭＬ ＋４ ，０ ℃ ＝ ６ ） 印 ｆ尼 １ Ｍ １０ ０ 由
度橡胶 局 提 供 。钛 酸 酯 Ｋｅ ｕ ａｔ ｎ ｅ ｃＴＭ ｉ ３ Ｌ ｃ ８由 ａ Ｋ ｍｒ ｈ化学公 司提供 。所 用填 料及 其 来 源 示 于 ｅ ｉ ｃ
研究用胶 料 配 方 示 于 表 ２ 试 样 代 号 以 流 程 ，
第 ４ 卷 ２
第３ 期 分 子和超 分子结构 天然 橡胶一 纳米 填 料纳 米复合 材料 的硫 化 与粘 弹性能 （ ） １ １ ５ 防老 剂 、 化剂 和硫 化促 进剂 的用 量没 有变化 。 硫
图的方 式说 明 ， 图 １ 见 。所 有体 系基 本 配 方相 同 。
纳米复 合材料 拥 有极 佳 的性 能 ， 以 已走 出实 验 所 室 ， 入 了工业 应 用领 域 。在 弹 性体 中加 入 纳 米 进 填料 ， 如层状 硅酸盐 粘土 、 纳米 管 、 碳 纳米纤 维 、 碳 酸钙 、 属 氧化物 或 白炭黑 粒子 可显 著 提 高 力 学 金
性能 、 热性 能 、 动态 机械性 能 、 阻隔性 能 、 阻燃性 能
的 动态行 为非常重要 。动态机 械性 能 一般用 贮 能
等 。在橡 胶 纳米 复合 材 料 领域 ， 已进 行 了大 量关 于纳米 填料应 用 以及对纳米 填料 进行 改性来 改善 其 在基 质 中的分 散 性 以此 提 高补 强 效 率 的研 究 。 在我们早 期 的研究 工作 中 ， 我们将 纳 米填料 ， 粘 如 土和碳纳 米管 应用 于 ＮＲ 和 Ｓ Ｒ， 广 泛 研 究 了 Ｂ 并
天然橡胶基凹凸棒土纳米复合材料制备及性能研究
有 优 良的吸 附 、 体 、 填 、 盐 性 能 ， 年 来 ， ＡＴ 胶 充 抗 近 将
作 为纳米 纤 维填 充补 强剂用 于 制备橡 胶基 纳米 复合 材
状结 构 的含 水 富镁铝 硅 酸 盐 黏 土 矿 物 ， 晶体 呈 纤 维 其
料 已 成 为 国 内 外 高 分 子 材 料 研 究 Fra bibliotek 域 的 热 点
橡 胶基 纳 米复 合 材 料是 指 以橡 胶 基 体 为 连续 相 ，
以纳米 填料 （ 少 有 一 维 尺 寸 在 １ ｌ Ｏ ｍ 之 间 的 粒 至 ～ Ｏｎ
状 集合 体 ， 结构 内部 多 孔 道 ， 部 凹 凸相 间 ， 外 内外 表 面
带 负 电 荷 ， 吸 附 阳 离 子 ， 单 根 纤 维 晶 的 直 径 在 能 其
用 量对 复合 材料 的应 力一 应变 行 为 的影 响 。由 图可见 ， 加 入 ＫＨ５ ０后 ， 合 材 料 的 定 伸 应 力 和 抗 拉 强 度 均 ６ 复
有 所 提 高 ， 且 当 ＫＨ５ ０用 量 为 ＡＴ用 量 的 ３ 时 ， 并 ６ 复合 材料具 有最 佳 性 能 ， 进一 步 提 高 ＫＨ５ ０用 量 ， ６ 性 能出现 下 降。分析 认 为 ， ＡＴ 表 面 亲 水 疏 油 ， 经 未
关 键 词 ：天然 橡胶 ； 凸棒 土 ； 米 复 合 材 料 ； 化 特 性 ； 晶 凹 纳 硫 结 中图 分 类 号 ： ３ ２ ＴＢ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： 。 １４ ８ （ ０ １ １ － ０ ９ ０ ｌ ０ －３ １ ２ １ ） １０ ０ — ６
天然橡胶有机纳米复合材料的研究现状
天然橡胶有机纳米复合材料的研究现状
朱文雅;李邦森;石建军;史载锋
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】综述了有机生物纳米填料、混合纳米填料与天然橡胶(NR)的复合材料的制备方法,以及各类有机纳米材料及其改性对NR拉伸性能、热稳定性和导电性等补强的研究现状。
所述有机纳米填料与聚合物基体之间良好的相容性及界面作用能够使NR的性能得到明显改善。
经功能化改性后的有机纳米填料可更好与NR基体产生相互作用,给NR的性能带来更优异的补强效果,而混合纳米填料可赋予复合材料更为多样的功能性。
同时探讨了NR纳米复合材料在未来的应用发展前景,开发出多种功能化的有机纳米填料及使用混合纳米填料制备性能多样的NR纳米复合材料是该领域未来的研究重点。
【总页数】6页(P403-407)
【作者】朱文雅;李邦森;石建军;史载锋
【作者单位】海南师范大学化学与化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ317;TQ332
【相关文献】
1.天然橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的耐磨耗性能研究
2.纳米无机粒子补强天然橡胶的研究(Ⅲ)纳米粘土/天然橡胶复合材料的研究
3.纳米无机粒子补强天然橡胶
的研究(Ⅳ)碳纳米管/天然橡胶复合材料的研究4.纳米无机粒子补强天然橡胶的研究(Ⅰ)纳米CaCO3/天然橡胶复合材料的研究5.纳米无机粒子补强天然橡胶的研究(Ⅱ)纳米SiO2/天然橡胶复合材料的研究
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国内外石墨烯-橡胶复合材料研究进展
国内外石墨烯/橡胶复合材料研究进展工作。
本文将从石墨烯/橡胶复合材料应用的橡胶基体分类出发，对其制备方法、结构、性能和相关测试方法等方面的研究进展进行阐述。
一、石墨烯/通用橡胶复合材料通用橡胶是指一批在国民经济领域最早获得应用的弹性材料。
它具有较长的生产历史，是橡胶工业的主体，使用面广、生产量大。
本文主要涉及到的通用橡胶基体材料主要有天然橡胶（含环氧化天然橡胶）、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶。
1.石墨烯/天然橡胶复合材料（GNR）作为开发利用最早，应用最为广泛的天然橡胶，是石墨烯/橡胶复合材料开发领域的研究热点。
通过超声胶乳法制备的GNR在导热性方面要优于未掺杂石墨烯的天然橡胶（NR），即使在石墨烯添加的质量分数为0.5%的时候仍然显示优越的导热性能（提升了12%）[14]。
通过同步X射线衍射等试验对官能化石墨烯（FGS）和CB对天然橡胶的机械性能和拉伸诱导结晶性能的影响进行了对比研究，研究表明当GNR在单轴拉伸下发生高应变（1为了进一步增强补强效应，许多包含石墨烯的复合纳米填料被制备出来并应用于GNR的制备。
如使用纳米ZnO负载石墨烯（nano-ZnO-GE）制备GNR时通过改善硫化性能，赋予了GNR 高抗湿滑能力的低滚阻，有望替代ZnO填料用于高燃油经济性轮胎用橡胶材料的生产[21]。
使用二甲基丙烯酸锌官能化石墨烯（ZDMAGE）作为复合填料通过液相剥离和原位还原的工艺路线制备GNR，性能测试表明，GE净添加量为1.4份时，拉伸、撕裂强度和300%定伸模量比未添加时分别增加142%、76%和231%。
导热性也有相应改善。
通过同时引入共价和离子交联网络使得GE与NR基体之间的界面得到增强[22]。
通过使用GO或RGO部分替代CB，制备了同时含有2种填料的GNR（NR/CB/RGO或NR/CB/GO），研究结构表明NR/ CB/RGO的抗挠曲开裂性能更好，也拥有更低的疲劳生热[23]。
一种橡胶纳米复合材料的制备方法,橡胶纳米复合材料及应用
一种橡胶纳米复合材料的制备方法,橡胶纳米复合材料及应用应用一《汽车轮胎中的神奇帮手》咱都知道汽车这玩意儿，那离不了轮胎呀。
这轮胎要是不给力，那开车的时候指不定出啥岔子呢。
今天就跟大家唠唠这橡胶纳米复合材料在汽车轮胎里的神奇应用。
就说前段时间吧，我一朋友买了辆新车，那高兴劲儿就甭提了。
可没开多久，就跟我吐槽说这轮胎的噪音可真大，尤其是在高速上，那嗡嗡声就跟耳边有只大蚊子似的，吵得他头疼。
而且他还说这轮胎的耐磨性能好像也不咋地，开了没多久，胎面就有点磨损的迹象。
后来啊，这汽车厂为了改进这问题，就用上了这橡胶纳米复合材料来制作轮胎。
这材料可不得了啊，它的纳米粒子分布得那叫一个均匀，就像一群训练有素的士兵，整整齐齐地站在那里，各司其职。
这些纳米粒子能大大提高橡胶的强度和韧性，让轮胎变得更加耐磨。
我那朋友的车后来换了这种纳米复合橡胶轮胎后，那效果简直立竿见影。
再上高速的时候，噪音明显小多了，安静得就像在自家客厅里一样。
而且开了好长一段路后，看看那轮胎，还是崭新如初，磨损程度比之前那轮胎小太多了。
这就好比给轮胎穿上了一层坚固的铠甲，让它在路面上驰骋的时候更加勇猛，又能安稳地保护着车子。
这橡胶纳米复合材料在汽车轮胎上的应用，真的是给咱开车的人带来了实实在在的好处。
让咱开车的时候既能享受安静舒适的环境，又不用担心轮胎动不动就磨损得厉害。
看来这小小的纳米材料，在汽车轮胎里可是发挥了大作用呢。
应用二《运动鞋里的秘密武器》现在的人啊，都越来越注重运动健身了。
那运动鞋可是运动时必不可少的装备。
这里面啊，也有这橡胶纳米复合材料的用武之地。
我以前特别喜欢跑步，为了跑起来舒服，没少买各种牌子的运动鞋。
可有时候啊，这鞋穿没多久，鞋底就磨平了不说，还特别容易打滑，摔了我好几回呢，那屁股摔得简直是酸爽无比。
有一次出去旅游，我买了一双号称用了高科技材料的运动鞋。
这鞋的鞋底就是用橡胶纳米复合材料做的。
一开始我还不信能有多大差别，不就是一双鞋嘛。
纳米短纤维增强橡胶复合材料的研究进展
纳米短纤维增强橡胶复合材料的研究进展
殷石;张立群;田明
【期刊名称】《合成橡胶工业》
【年(卷),期】2010(33)5
【摘要】介绍了常用的纳米短纤维及其橡胶复合材料,概述了纳米短纤维在橡胶基体中的分散方法、表面改性与取向以及复合材料的力学性能和功能特性等方面的研究进展,指明了纳米短纤维增强橡胶复合材料的发展方向和应用前景.
【总页数】9页(P396-404)
【作者】殷石;张立群;田明
【作者单位】北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;北京化工大学,教育部纳米材料重点实验室,北京100029;北京化工大学,北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室,北京100029;北京化工大学,教育部纳米材料重点实验室,北京100029
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.38+9
【相关文献】
1.短纤维增强橡胶复合材料研究进展 [J], 于海琴;王金刚;闫良国
2.硅酸盐纳米短纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的结构与性能 [J], 苏丽丽;张立群;田明
3.天然短纤维增强橡胶复合材料的研究进展 [J], 李福强;陈福林;岑兰;周彦豪
4.天然短纤维增强橡胶复合材料研究进展 [J], 李福强;陈福林;岑兰;周彦豪
5.有机短纤维增强橡胶复合材料研究进展 [J], 刘洪涛;周彦豪;张兴华;陈福林;董智贤;贾德民
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天然橡胶纳米改性技术研究进展
【 美键斓】 天然橡胶；纳米改性；研究进展 ［ ｍ分类号】Ｑ ‘ ｅ ｏ Ｔ 【 文献标识码
＿ 【 文章缡哥］ ０ ８５ ０００４ ４ ２ １ ％￣ （ １） ） ３ ０ ６２ ５０ ０
一
Ｔｈ ｓ ａ ｃ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｔｏ ａ ｏ ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｃ ｎｉ ｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｄｅ ｅ ｏ ｎ ｎＮ ｎ － ｄ ｆ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｑｕｅｏ ｔ ｒ ｌ ｕ ｉ ｆＮａ ｕ ａ ｂｂｅ Ｒ ｒ Ｎ ａ ｃ ｍ ｐｏ ｉｅ ｎｏ ｏ ｓｔ ｓ
Ｋｅ ｗ ｏ ｄ ： ａ ｒ ｌ ｕ ｂ ｒ ｎ ｎ — ｏ ｉ ｃ ｔ ｎ； ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｙ ｒ ｓ ｎ ｔ ａ ｂ ｅ ； ａ ｏ ｍ ｄ ｆ ａｉ ｕ ｒ ｉ ｏ ｅ ｅｒｈｄ ｖ ｌｐ ｎ
天然橡胶具有优异 的综合性 能 ， 如湿凝胶强度高 ， 易于硫 化， 所得制品具有优良的弹性 ，较高的强度 ， 较大的伸长率和 较小 的蠕变等性能 ， 化学工业 中得到广泛 的应用 。但是天 Ｊ在 然橡 胶的纯胶硬度、 拉伸 强度等物理力学性能方面不能满足很 多实际的需要 ，亟待通 过改性 ，提高强度、耐磨、抗老化等性 能 ，拓宽其应用领域。 纳米粒子具有特殊 的表 面效应、小尺寸效应、量子尺寸效 应和宏观量子隧道效应 ， 由其复合而成的材料表现出独 特的力 学、热学 、光学和 电磁学等性能 。 ｊ 在橡胶工业中 ， 有关碳黑、 自碳黑、粘土等传 统纳米增强粒子 的复合研究 已经广泛开展 ， 研制 出了性 能优异的天然橡胶 纳米复合材料 。随着技术 的发 展、碳纳米管等新纳米材料 的应用 ， 天然橡胶纳米复合材料各 方面性能也得 到大 幅度提升 。
Ｍ ａＦｅｐｅ Ｌｉ ｎ ， ａＹｕ ｎ ｉ ｇ ｉ ｎｇ ， ｕＹａ Ｍ ａ ｐ ｎ
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专题述评
橡胶纳米填料复合材料研究进展
华南热带农产品加工设计研究所 赖巧云 敖宁建
纳米复合材料是指分散相尺寸至少有一维是在1～100nm之间的复合材料。由于纳米相尺寸效应、大的比表面积以及强的界面相互作用,使得纳米复合材料的性能极大地优于相同组分的常规复合材料。因此,制备纳米材料是获得高性能复合材料的重要方法之一,也成为世界各国近年来纷纷进行的热门研究方向。美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”,欧共体的“尤里卡计划”,以及我国的“863计划”,都把制备纳米材料列为重点发展项目。一、纳米粒子的特性当粒子尺寸进入纳米数量级时,粒子就会产生包括表面效应、体积效应和kubo效应等一系列特殊的效应,从而使粒子产生与传统固体材料完全不同的特殊性质。11表面效应固体颗粒表面的原子所处的环境不同,粒子表现出的性质也不同。当粒子尺寸远比原子尺寸大时(如大于011Λm),则表面原子的性质与内部原子差异不大,可以忽略。但当粒子直径接近原子直径时,绝大部分的原子都集中在粒子的表面,由于表面原子周围欠缺其他的原子,处于不饱和状态,使其极为不稳定,会发生瞬间迁移,不断在转移变换位置。并且这些表面原子一遇其它原子,就会很快与之结合使其稳定化。因此,这时粒子的比表面积、表面能和表面结合能都发生了很大的变化,粒子表面具有强烈的活性,从而引起粒子性质的巨大变化。类似这种情况
引起的效应,称为纳米粒子的表面效应。
2
1体积效应
当一种物质的体积减小时,将会产生两
种情况:一种是本身性质不发生变化,只有
那些与体积相关的性质发生变化;另一种是
本身的性质也发生变化。由于纳米粒子是由
有限个原子或分子组成,改变了原来由无数
个原子或分子组成的集体属性,使本身的性
质也随体积变化而改变。这种效应,就称之
为纳米粒子的体积效应。
3
1kubo效应
当粒子尺寸低到某一数值时,费米能级
附近的电子能级就由准连续变为离散能级
,
也就是能级间距发生了分裂,这称之为
kubo
效应。当能级间距大于热能、磁能、静磁能、
静电能、光子能量或超导态的凝聚能时
,
kubo
效应将变得十分显著,这就导致了纳米
粒子在磁、光、声、热、电等方面的特性与
宏观材料性质显著不同。
二、纳米填料的制备
1
1纳米材料的种类及制备方法
根据结构的不同,纳米材料可分为四类
:
纳米结构晶体(三维纳米结构);二维纳米结
构(纤维状纳米结构);一维纳米结构(层状
纳米结构);零维原子簇(簇组装)。纳米粒
子的制备方法有:固相法;气相法(有热等
离子法、激光加热蒸发法、真空蒸发2冷凝法、
高压气体雾化法及高频感应加热法);溶液法
・01・
《中国橡胶》No1201999(总第356期
)
(
有沉淀法、溶液2凝胶法、水热反应法、胶体化学法、溶液蒸发和热分解法以及电解法);模板合成法;以及有序LB膜法、有序自装技术及复合纳米微粒等。21纳米粘土类填料的制备尽管纳米粒子的制备方法很多,但作为实用的纳米填料却不多。粘土类矿物资源丰富而价廉,早已作为填料应用于橡胶工业,如:高岭土、蒙脱土、红粘土以及陶土等系列填料。然而,在相当长的一段时间里,这类填料一直仅仅作为一种增量填充料或低补强填料来使用。直到Gianelis,Mehrotra等人提出利用粘土类矿物(如蒙脱土等)具有层状的硅酸盐结晶结构,在发生水合作用下,层间易发生分离的特点来制备纤维状纳米粘土,应用于橡胶中的研究才向前迈进了一大步。现已成功开发出直径约1nm、长度约100nm的纤维状纳米粘土矿物填料。它的制备方法现有三种,一种是在强烈搅拌下将粘土分散于水相中,静置数小时后除去沉淀物,通过水合剂或其它助剂作用使粘土粒子中各薄层以单层形式分离开来而制得纳米粘土填料;另一种是采用氨基月桂酸溶胀蒙脱石,同样使粘土晶层在层间阴离子水化作用下彼此分离,最终蒙脱石以单层片形式分散于橡胶之中;最后一种方法是直接选择合适的聚合物单体扦入粘土层间,然后使之聚合,这时借助一些溶剂使之与粘土层间分子产生足够强的作用力撑开夹层而使单体能顺利插入。31纳米碳酸钙的制备碳酸钙已成为橡胶制品中用量最大的浅色填料之一,由于受自身亲水性及传统生产工艺的局限,通常碳酸钙产品粒子粗,比表面积小,表面活性低,往往只起到填充增量的作用。为进一步提高其性能,近年来采用化学沉淀法开发了纳米碳酸钙,平均粒径在40nm左右,现已有包括白艳华CC、CCR和DD等多种产品。它除了粒子细、比表面积大
以外,还有粒子晶形为立方体状,部分连结
成链状产生类结构性等特点。
4
1金属微粒2聚合物复合型纳米填料的
制备
金属2聚合物复合型纳米填料是一种新
型纳米填料,其代表是纳米导电纤维,它是
以纳米级铜粒为催化剂催化乙炔产生聚合反
应生成一种纳米尺寸的导电纤维。
三、橡胶纳米填料复合材料
研究进展
填料性能好坏主要取决于填料的粒径、
形态结构及表面化学性质。纳米填料由于其
粒径小、比表面积大及表面强的活性,使其
填充的橡胶复合材料具有优异的性能。研究
结果表明,用纳米粘土与丁腈橡胶制备的复
合材料,无论是定伸强度、拉伸强度及扯断
伸长率都有大幅度提高,而且,与丁基橡胶
(CIIR)
相比,当粘土用量达20份时,气密
性便超过CIIR无内胎子午线轮胎气密层胶
料。张立群研究了用纳米粘土与丁苯橡胶制
备的复合材料,发现纳米复合材料的硬度、
300%
定伸应力、断裂强度、撕裂强度与伸长
率等性能都接近用高耐磨炭黑填充橡胶,且
材料具有良好的加工性能。Ning研究了纳米
导电纤维填充硅橡胶的性能,结果表明,在
硅橡胶
(
VMQ2110)中加入纳米填料Nano
,
其导电性能接近导电乙炔炭黑,且随用量增
加,硫化胶硬度和拉伸强度增加,可作为新
型导电填料使用。陈克正则研究了纳米导电
纤维填充硅橡胶的流变性能,结果发现,在
低剪切速率下,Nano增加了硅橡胶分子链
缠结点,提高了胶料粘度;在高剪切速率下
,
Nano
取向有助于硅橡胶取向,可降低胶料
表观粘度,改善加工性能。在NR,SBR和
BR
胶料中,采用纳米碳酸钙作为填料,复合材
・11・
《中国橡胶》No1201999(总第356期)
料的综合性能提高了4～5倍。随白艳华CC用量增大,NR的断裂强度先升后降,撕裂强度呈直线上升;而BR和SBR的断裂强度则一直处于上升状态,撕裂强度变化则不显著,硫化速度随胶料不同表现不同。四、橡胶纳米填料复合材料发展方向发展橡胶纳米填料复合材料,可将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与橡胶的韧性、加工性及介电性能完美结合起来,从而获得性能优异的复合材料。我国应重点在如下几个方面进行突破:①深入研究采用粘
土矿物制备纳米粘土填料的技术,使纳米粘
土填料的生产商品化、工业化。②研究在高
填充量下如何防止纳米填料产生附聚,从而
既能提高材料性能,又可以大幅度降低成本。
③加强对多种不同基质的纳米填料配合使用
的研究,提高材料的整体性能与应用范围。④
加强多复合纳米材料的开发研究,即将填料
与高聚物包复在一起制成两相都是纳米级填
料,再填充到另一种材料之中,使新的复合
材料能综合多种材料的性能。□
四新荟萃
津产两种橡机新品
天津市橡塑机械联合有限公司开发研制
的XJL2XJF2<150<120销钉式冷喂料复合
挤出机和XJL2XCG2Z90°钢丝帘布裁断机
,
于9月2日通过市级技术鉴定。其中:销钉
式冷喂料复合挤出机螺杆采用销钉主副螺纹
复合螺杆,塑化质量好,挤出稳定;90°钢丝
帘布裁断机主要技术性能与国际同类设备相
比,在某些方面有所创新,并已申请了专利。
这两种设备都用PLC控制,自动化程度高
,
已达到国外90年代先进水平。其精度与生产
能力可满足子午胎生产工艺要求,售价仅为
进口价的12左右。(庞鸿贞
)
西橡产多功能医用气床
西北橡胶总厂日前开发成功多功能医用
气床。该产品配有微型气泵,操作简单,充
气方便,适用于长期卧床、行动不便、骨折
及瘫痪病人,是医护人员及患者家属的好帮
手。其特点是①有靠背气垫,病人只需按动
一下电源开关,就可以所需角度坐起。②有
翻身气垫,病人只要将配气旋钮转至“左翻
身”或“右翻身”,即可左右翻身侧卧。③有
充气小垫,既可垫到枕上抬高头部,又可垫
到脚、腿下,以改善患者血液循环。④有充
气环型坐垫,既可垫到病人臀下、膝下等部
位,局部透气,还可配合褥疮、烧伤治疗,方
便病人排便。
该产品经多家临床试用,倍受医护人员、
患者及其家属青睐。著名体操运动员桑兰从
美国养病回国后不久,该厂厂长黄建华同志
带上该产品亲赴北京,在隆重热烈的仪式上
向桑兰捐赠了多功能医用气床,深受桑兰及
国家体委好评。(李俊升
)
西北院研成聚四氟乙烯胶板
由西北橡胶塑料研究设计院研制的聚四
氟乙烯橡胶复合板,最近通过了航天工业总
公司703所、15所等单位组织的技术鉴定。
这项始于1989年的研制项目,在该院科
技人员的刻苦努力下,使产品性能满足了各
项试验和使用要求,特别是优异的减磨、减
震性能在使用中获得较好效果,为我国国防
现代化建设做出了贡献。(崔宝源
)
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《中国橡胶》No1201999(总第356期
)