石墨烯/二氧化硅复合填料/丁苯橡胶复合材料制备与性能研究
发布时间：2021-04-20 04:01
石墨烯是一种具有原子级厚度的二维片状纳米材料,因其具有高比表面积、优异的力学和导电导热性能,使其在橡胶领域展现出巨大的应用前景。但是由于石墨烯的比表面积大,再加之片层间强烈的范德华力的作用,使得石墨烯在橡胶基体中容易发生团聚而无法发挥出优异的性能。在当前的研究进展中,为了得到均匀分散的石墨烯/橡胶复合材料,最常用的制备方法是乳液复合法和溶液复合法。但是这两种方法并不是橡胶工业生产中所常用的主流方法。在目前的橡胶工业尤其是轮胎生产中,依然以传统的机械复合法为主。如何将石墨烯以固体粉末的形式直接加入到橡胶中并使石墨烯得到均匀的分散,是目前石墨烯在橡胶领域应用的关键技术难点之一。本课题采用不同的方法,制备得到了三种石墨烯/二氧化硅复合填料,并对复合填料进行了表征分析。通过机械复合法将石墨烯/二氧化硅复合填料复合到了 SBR基体中,重点研究了石墨烯/二氧化硅复合填料对SBR复合材料的力学性能、耐磨性能、滚动阻力、抗湿滑性能等方面的影响。主要研究内容包括以下三个部分:（1）采用氧化还原自组装法制备了石墨烯气凝胶/二氧化硅复合填料,探究了氧化石墨烯的反应浓度对石墨烯气凝胶结构性能的影响。通过SEM...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 丁苯橡胶
1.3 石墨烯的概述
1.3.1 石墨烯的结构
1.3.2 石墨烯的性能
1.3.3 氧化石墨烯
1.4 石墨烯气凝胶
1.4.1 石墨烯气凝胶的概述
1.4.2 石墨烯气凝胶的制备
1.4.3 石墨烯气凝胶的应用
1.5 白炭黑
1.5.1 白炭黑的性质
1.5.2 白炭黑改性
1.6 论文主要研究内容及创新点
第二章 实验部分
2.1 实验原材料
2.2 实验配方
2.3 实验仪器及设备
2.4 石墨烯/二氧化硅复合填料的制备
2.4.1 石墨烯气凝胶制备流程
2.4.2 石墨烯气凝胶/二氧化硅复合粒子制备流程
2.4.3 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅复合粒子制备流程
2.4.4 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅复合粒子制备流程
2.5 石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的制备
2.5.1 石墨烯气凝胶/二氧化硅/SBR复合材料的制备
2.5.2 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的制备
2.5.3 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅填充SBR复合材料的制备
2.6 测试表征方法
2.6.1 扫描电子显微镜（SEM）
2.6.2 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
2.6.3 拉曼光谱分析（Raman）
2.6.4 X射线衍射分析（XRD）
2.6.5 热失重分析（TGA）
2.6.6 X射线光电子能谱（XPS）
2.6.7 硫化特性测试分析
2.6.8 橡胶加工性能分析
2.6.9 基本力学分析
2.6.10 动态力学性能分析（DMA）
2.6.11 阿克隆磨耗（Akon Abrasion）
第三章 结果与讨论
3.1 引言
3.2 石墨烯气凝胶的表征
3.2.1 实验原理
3.2.2 宏观形貌
3.2.3 微观形貌分析
3.2.4 FT-IR分析
3.2.5 XPS分析
3.2.6 XRD分析
3.2.7 拉曼分析
3.2.8 TG分析
3.2.9 电导率测试
3.2.10 结构特性
3.2.11 小结
3.3 石墨烯/二氧化硅复合填料的表征
3.3.1 石墨烯气凝胶/二氧化硅分析
3.3.2 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅
3.3.3 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅
3.3.4 小结
3.4 石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.1 石墨烯气凝胶/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.2 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.3 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.4 小结
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及已发表的学术论文
作者与导师简介
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]形貌对石蜡/石墨烯气凝胶定形相变材料性能的影响[J]. 罗李娟,张凯,杨文彬,何方方,范敬辉,吴菊英. 高分子材料科学与工程. 2017(05)
本文编号：3148937
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景
1.2 丁苯橡胶
1.3 石墨烯的概述
1.3.1 石墨烯的结构
1.3.2 石墨烯的性能
1.3.3 氧化石墨烯
1.4 石墨烯气凝胶
1.4.1 石墨烯气凝胶的概述
1.4.2 石墨烯气凝胶的制备
1.4.3 石墨烯气凝胶的应用
1.5 白炭黑
1.5.1 白炭黑的性质
1.5.2 白炭黑改性
1.6 论文主要研究内容及创新点
第二章 实验部分
2.1 实验原材料
2.2 实验配方
2.3 实验仪器及设备
2.4 石墨烯/二氧化硅复合填料的制备
2.4.1 石墨烯气凝胶制备流程
2.4.2 石墨烯气凝胶/二氧化硅复合粒子制备流程
2.4.3 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅复合粒子制备流程
2.4.4 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅复合粒子制备流程
2.5 石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的制备
2.5.1 石墨烯气凝胶/二氧化硅/SBR复合材料的制备
2.5.2 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的制备
2.5.3 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅填充SBR复合材料的制备
2.6 测试表征方法
2.6.1 扫描电子显微镜（SEM）
2.6.2 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
2.6.3 拉曼光谱分析（Raman）
2.6.4 X射线衍射分析（XRD）
2.6.5 热失重分析（TGA）
2.6.6 X射线光电子能谱（XPS）
2.6.7 硫化特性测试分析
2.6.8 橡胶加工性能分析
2.6.9 基本力学分析
2.6.10 动态力学性能分析（DMA）
2.6.11 阿克隆磨耗（Akon Abrasion）
第三章 结果与讨论
3.1 引言
3.2 石墨烯气凝胶的表征
3.2.1 实验原理
3.2.2 宏观形貌
3.2.3 微观形貌分析
3.2.4 FT-IR分析
3.2.5 XPS分析
3.2.6 XRD分析
3.2.7 拉曼分析
3.2.8 TG分析
3.2.9 电导率测试
3.2.10 结构特性
3.2.11 小结
3.3 石墨烯/二氧化硅复合填料的表征
3.3.1 石墨烯气凝胶/二氧化硅分析
3.3.2 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅
3.3.3 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅
3.3.4 小结
3.4 石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.1 石墨烯气凝胶/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.2 KH550改性氧化石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.3 Si69改性氧化石墨烯/二氧化硅/SBR复合材料的性能研究
3.4.4 小结
第四章 结论
参考文献
致谢
研究成果及已发表的学术论文
作者与导师简介
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]形貌对石蜡/石墨烯气凝胶定形相变材料性能的影响[J]. 罗李娟,张凯,杨文彬,何方方,范敬辉,吴菊英. 高分子材料科学与工程. 2017(05)
本文编号：3148937
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