橡胶/石墨烯纳米复合材料的原位界面改性和“淤浆法”制备研究
发布时间：2021-05-16 00:41
石墨烯具有优异的物理机械性能,近几年来作为一种新型填料被广泛应用于橡胶补强。然而,如何实现通过简单高效的机械共混制备橡胶/石墨烯纳米复合材料以及如何改善石墨烯和非极性橡胶之间界面相互作用是发挥石墨烯优异补强性能需要解决的两个重要问题。本研究内容主要围绕这两方面展开。首先通过―先胶乳共混共沉淀再原位界面改性‖的方法分别制备了油胺改性的丁苯橡胶（SBR）/氧化石墨烯（GO）纳米复合材料以及十八胺改性的SBR/GO纳米复合材料;通过FTIR,Raman,XPS等测试证明油胺和十八胺主要以共价键和离子键的形式接枝到GO片层表面和边缘而且对GO有微弱的还原效应;两种烷基胺的原位接枝均能改善GO片层在SBR基体中的分散及二者的界面结合;硫化性能测试表明烷基胺的原位接枝能显著提高SBR/GO复合材料的硫化速率但会降低复合材料的交联密度;静态力学性能测试结果表明经过原位界面改性后SBR/GO复合材料的拉伸强度,定伸模量,撕裂强度,邵氏硬度均有提高;动态力学性能测试表明,改性后复合材料的动态储能模量明显提高,损耗因子下降;Mooney-Rivilin方程和Nint-Strain方程对复合材料界面相互作用...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 橡胶纳米复合材料的制备方法
1.2.1 原位合成法
1.2.2 机械共混法
1.2.3 溶液共混法
1.2.4 胶乳共混法
1.2.5 淤浆法
1.3 橡胶纳米复合材料的界面改性
1.3.1 选用极性橡胶基体来构建强界面相互作用
1.3.2 加入界面改性剂改善填料-基体界面相互作用
1.4 石墨烯的性质及功能化
1.4.1 石墨烯简介
1.4.2 氧化石墨的结构与性质
1.4.3 氧化石墨的反应性
1.5 橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备及界面改性
1.5.1 橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备方法
1.5.2 橡胶/石墨烯纳米复合材料的界面改性
1.6 本论文研究课题的提出
1.6.1 本论文研究课题的背景
1.6.2 本论文研究课题的内容
1.6.3 本论文研究课题的创新性
第二章 丁苯橡胶/氧化石墨烯纳米复合材料原位界面改性的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 试样的制备
2.2.3 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 GO及改性GO模型化合物的溶解性测试
2.3.2 GO及改性GO模型化合物的微观结构分析
2.3.3 GO及改性GO模型化合物导电性能测试
2.3.4 原位界面改性对石墨烯在丁苯橡胶基体中分散的影响
2.3.5 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的硫化特性
2.3.6 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的静态力学性能
2.3.7 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的界面相互作用
2.3.8 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的动态力学性能
2.4 本章小结
第三章 “淤浆法”制备丁腈橡胶/氧化石墨烯纳米复合材料的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 试样的制备
3.2.3 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 淤浆法制备丁腈橡胶/GO复合材料的过程研究
3.3.2 Si69 改性GO模型化合物的分析
3.3.3 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的硫化特性
3.3.4 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的微观结构
3.3.5 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的静态力学性能
3.3.6 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的界面相互作用
3.3.7 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的动态力学性能
3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]Properties of Functionalized Graphene/Room Temperature Vulcanized Silicone Rubber Composites Prepared by an In-situ Reduction Method[J]. 马文石,LI Ji,DENG Bangjun,LIN Xiaodan,ZHAO Xusheng. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2013(01)
[2]乳液共沉法制备离子液体改性白炭黑/SBR复合材料的研究[J]. 陈勇文,刘晓亮,类延达,唐征海,朱立新,郭宝春. 橡胶工业. 2011(12)
[3]溶剂辅助原位分散纳米二氧化硅/聚酯生物弹性体复合材料的制备、结构及性能[J]. 刘全勇,胡庆华,张立群. 复合材料学报. 2011(01)
[4]胶乳-悬浮液共沉法天然橡胶/埃洛石纳米管复合材料的结构与性能[J]. 郭宝春,类延达,邹全亮,刘明贤,杜明亮,贾德民. 合成橡胶工业. 2009(02)
[5]硅烷偶联剂改性埃洛石纳米管的表征和增强丁苯橡胶的研究[J]. 类延达,陈锋,刘晓亮,万晶晶,邹全亮,杜明亮,郭宝春,贾德民. 特种橡胶制品. 2009(01)
本文编号：3188631
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 橡胶纳米复合材料的制备方法
1.2.1 原位合成法
1.2.2 机械共混法
1.2.3 溶液共混法
1.2.4 胶乳共混法
1.2.5 淤浆法
1.3 橡胶纳米复合材料的界面改性
1.3.1 选用极性橡胶基体来构建强界面相互作用
1.3.2 加入界面改性剂改善填料-基体界面相互作用
1.4 石墨烯的性质及功能化
1.4.1 石墨烯简介
1.4.2 氧化石墨的结构与性质
1.4.3 氧化石墨的反应性
1.5 橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备及界面改性
1.5.1 橡胶/石墨烯纳米复合材料的制备方法
1.5.2 橡胶/石墨烯纳米复合材料的界面改性
1.6 本论文研究课题的提出
1.6.1 本论文研究课题的背景
1.6.2 本论文研究课题的内容
1.6.3 本论文研究课题的创新性
第二章 丁苯橡胶/氧化石墨烯纳米复合材料原位界面改性的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 试样的制备
2.2.3 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 GO及改性GO模型化合物的溶解性测试
2.3.2 GO及改性GO模型化合物的微观结构分析
2.3.3 GO及改性GO模型化合物导电性能测试
2.3.4 原位界面改性对石墨烯在丁苯橡胶基体中分散的影响
2.3.5 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的硫化特性
2.3.6 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的静态力学性能
2.3.7 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的界面相互作用
2.3.8 原位界面改性的丁苯橡胶/GO复合材料的动态力学性能
2.4 本章小结
第三章 “淤浆法”制备丁腈橡胶/氧化石墨烯纳米复合材料的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 试样的制备
3.2.3 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 淤浆法制备丁腈橡胶/GO复合材料的过程研究
3.3.2 Si69 改性GO模型化合物的分析
3.3.3 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的硫化特性
3.3.4 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的微观结构
3.3.5 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的静态力学性能
3.3.6 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的界面相互作用
3.3.7 丁腈橡胶/GO纳米复合材料的动态力学性能
3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]Properties of Functionalized Graphene/Room Temperature Vulcanized Silicone Rubber Composites Prepared by an In-situ Reduction Method[J]. 马文石,LI Ji,DENG Bangjun,LIN Xiaodan,ZHAO Xusheng. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2013(01)
[2]乳液共沉法制备离子液体改性白炭黑/SBR复合材料的研究[J]. 陈勇文,刘晓亮,类延达,唐征海,朱立新,郭宝春. 橡胶工业. 2011(12)
[3]溶剂辅助原位分散纳米二氧化硅/聚酯生物弹性体复合材料的制备、结构及性能[J]. 刘全勇,胡庆华,张立群. 复合材料学报. 2011(01)
[4]胶乳-悬浮液共沉法天然橡胶/埃洛石纳米管复合材料的结构与性能[J]. 郭宝春,类延达,邹全亮,刘明贤,杜明亮,贾德民. 合成橡胶工业. 2009(02)
[5]硅烷偶联剂改性埃洛石纳米管的表征和增强丁苯橡胶的研究[J]. 类延达,陈锋,刘晓亮,万晶晶,邹全亮,杜明亮,郭宝春,贾德民. 特种橡胶制品. 2009(01)
本文编号：3188631
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