乳液共混法制备的石墨烯／天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究.pdf

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1、第9卷第6期中国科技论文Vo1．9No．62014年6月CHINASCIENCEPAPERJuIL2014乳液共混法制备的石墨烯／天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究邢旺，李璃天，吴锦荣，唐茂株，符玄，李恒毅，黄光速(四川大学高分子科学与工程学院，高分子材料工程国家重点实验室，成都610065)摘要：采用乳液共混将氧化石墨烯(GO)水溶液与天然胶乳共混，对此共混体系破乳后再原位还原从而制备了石墨烯／天然橡胶(GE／NR)纳米复合材料。TEM和XRD测试表明GE片层在NR基体中剥离程度高且达到了均匀的分散。高结合胶含量、Raman位移以及断面SEM粗

2、糙程度表明GE与NR之间存在很强的界面作用。GE在NR基体中良好的分散以及二者之间的强界面作用均有利于提高GE／NR纳米复合材料的力学性能及导电性能。关键词：乳液共混；石墨烯；天然橡胶；微观结构中图分类号：O631文献标志码：A文章编号：2095—2783(2014)06—0669—04Studyonthemicrostructureofgraphene／naturalrubbernanocompositespreparedbylatexcompoundingmethodXingWang，LiYutian，WuJinrong，TangMaozhu

3、，FuXuan，LiHengyi，HuangGuangsu(StateKeyLaboratoryofPolymerMaterialsEngineering，CollegeofPolymerScienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：Graphene／naturalrubber(GE／NR)nanocompositeswerepreparedbyamodifiedlatexcompoundingmethodwithCO-CO—agulationandsub

4、sequentlyinsitureductionofgrapheneoxide．AhighdegreeofexfoliationandhomogeneousdispersionofGEintheNRmatrixisconfirmedbyTEMandXRDmeasurements．Highamountofboundrubber，RamanupshiftandSEMimagesoftensilefracturedsurfacasuggestthereexiststronginterfacialinteractionbetweenGEandNR．Bot

5、hthehomogeneousdispersionofGEinthematrixNRandthestronginterfacialinteraetionbetweenGEandNRarefavorablefortheimprovementontheme-chanicalandelectricalpropertiesofGE／NRnanocomposites．Keywords：latexcompounding；graphene；naturalrubber；microstructure石墨烯(GE)是以sp杂化碳原子组成的二维单直接采用乳液共混法不能

6、得到均匀分散的纳米复合原子层。由于其独特的力学、热学和电学性能，近年材料，GO是一种在水中分散良好的纳米填料。基于来石墨烯在纳米复合材料领域吸引了各国科学家极上述原因，本文采用一种改进的乳液共混法制备大的研究兴趣_1]。最近，很多研究发现将GE添加GE／NR纳米复合材料，原位还原之后的GE被橡胶到橡胶基体中可以大幅提升橡胶的各种性能。例分子隔开从而避免严重的团聚，并对其微观结构进如，Prud’homme等l2]将质量分数1的热还原GE行细致的研究，为解释GE增强橡胶的机理提供一定加入到天然橡胶(NR)中，NR的断裂强度提高了的理论基础。44；Ki

7、m等[培]采用乳液共混法制备了石墨烯／丁1试验部分苯橡胶纳米复合材料，发现其热稳定性和导电性都1．1试验原料有大幅提升；Mao等_9将氧化石墨烯(GO)和白炭黑石墨：1／_tm，纯度为99．99，青岛瑞盛石墨有限组成的复合填料加入到丁苯橡胶后，其耐磨性能有公司；天然橡胶胶乳：固含量质量分数为6O，中国明显提高；本课题组之前的研究发现GE的加入可以热带科学院；硫化助剂：氧化锌、促进剂(CZ)、硬脂酸明显改善NR的气密性[1。但是这些研究均偏重于和防老剂(4010NA)，四川I海大橡胶集团股份有限公材料性能的表征，而且增强机理等问题缺乏深入的司；其他

8、试剂均为分析纯，市售产品。研究。采用乳液共混法能够制备填料分散均匀的纳米复合材料，由于部分橡胶以乳液的状态存在，因此1．2氧化石墨的制备