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《橡胶_丁苯橡胶_炭黑_碳纳米管纳米复合材料.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第1期高分子材料科学与工程Vol.27,No.12011年1月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJan.2011超声分散制备天然橡胶/丁苯橡胶/炭黑/碳纳米管纳米复合材料战艳虎,伍金奎,闫宁,夏和生(高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065)摘要:通过超声分散制备了分散均匀的碳纳米管(CNTs)/天然橡胶母料,利用母料制备了天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)/炭黑(CB)/碳纳米管复合材料。通过比较常规搅拌、双辊混炼和超声分
2、散三种方法对碳纳米管的分散及对复合材料性能的影响,表明超声分散能实现碳纳米管在基体中均匀分散,CNTs和CB的协同作用提高了复合材料的力学性能,当CB/CNTs之比为37/3时力学性能最高,与未加CNTs增强的体系相比,拉伸强度提高了6.4%。当CNTs含量为7phr,与未加CNTs的体系相比,压缩模量提高了20%。关键词:天然橡胶;丁苯橡胶;天然胶乳;碳纳米管;超声分散中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:10007555(2011)01013005天然橡胶(NR)具有较好的力学
3、性能和抗撕裂性1.1主要原料能,但由于主链上有较多的双键,导致NR的耐老化和天然橡胶(NR)SCRWF:云南天然橡胶产业股份抗氧化性能较差。丁苯橡胶(SBR)分子中双键较少,有限公司东风分公司;丁苯橡胶(SBR)SBR1712:南具有较好的耐氧化和耐老化性能,此外SBR抗疲劳性京扬子石化金浦有限公司;天然胶乳:四川成都市方正能和耐磨性能优良。将NR/SBR并用有望实现优势化工有限公司;羟基多壁碳纳米管(CNTs,3%-[1]互补。SilviaG等研究了NR/SBR并用体系的热学OH):直径10nm~20n
4、m,中国科学院成都有机所;炭性能,采用DSC测量不同比例橡胶并用体系的Tg,通黑(CB)N330:自贡炭黑设计与研究院;甲酸:纯度>过Tg的变化分析了NR和SBR两相硫化性能的差88.0%,天津市博迪化工有限公司;OP乳化剂:分析别。StephenR等[2]研究了NR/SBR并用体系的热稳纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;氧化锌(ZnO)、定性和老化性能。IsmailH等[3]研究了SBR/ENR并硬脂酸、促进剂CBS、促进剂M、硫磺:均为工业级,市用体系的硫化性能、力学性能和耐油性。售。碳纳米管(CNTs)于
5、1991年被日本科学家Iijima1.2实验设备发现,由于其具有良好的力学性能、电学性能、磁学性超声波细胞粉碎仪:型号VCF1500,Sonics&能、光学性能、热学性能和化学性能[4~7],引起了人们materialsinc.,U.S.A.;硫化仪:型号R100E,北京友深有限公司。极大的兴趣。采用CNTs增强橡胶体系已有较多研1.3样品制备究,但CNTs增强NR/SBR并用体系的研究不多。由于橡胶体系黏度大,常规并用方法难以实现CNTs在1.3.1母料的制备:超声分散法称取一定质量的CNTs和O
6、P乳化剂(CNTs/OP=1g/008mL),置于基体中的均匀分散,本文通过超声分散技术制备了分超声反应器中,加入60g去离子水,超声分散3min散均匀的碳纳米管(CNTs)/天然橡胶母料,利用该母(功率为900W)。然后加入167g天然胶乳和25g料制备了综合性能优良的NR/SBR橡胶并用体系。水,继续超声6min,最后用甲酸破乳,用水洗至中性,1实验部分放入65的真空烘箱烘干。收稿日期:20100122基金项目:国家自然科学基金面上项目(50673060),973国家重点基础研究发展计划资助(2
7、007CB714701),四川省杰出青年学科带头人培养计划(06ZQ026032)通讯联系人:夏和生,主要从事聚合物纳米复合材料、力化学研究,E-mail:xiahs@scu.edu.cn第1期战艳虎等:超声分散制备天然橡胶/丁苯橡胶/炭黑/碳纳米管纳米复合材料131常规搅拌法将CNTs,OP乳化剂,去离子水min,循环4次,形变为25%。通过SEM(INSPECT加入到烧瓶中,机械搅拌20min。然后加入天然胶乳F,Feicompany,U.S.A.)观测样品的脆断面。将硫和水,继续搅拌20min
8、,最后用甲酸破乳,用水洗至中化橡胶在甲苯中浸泡72h,并测量浸泡前后橡胶的质性,放入65的真空烘箱烘干。量,再通过FloryRehner方程计算出硫化橡胶的交联1.3.2橡胶混炼:利用开炼机将不同比例的天然橡胶密度。与丁苯橡胶(100/0,80/20,60/40,40/60,20/80,0/2结果与讨论100)与5phr氧化锌,2phr硬脂酸,2phr硫,2phr抗2.1NR
