石墨烯和碳纳米管在橡胶中的分散性研究

摘要

采用石墨烯(TrG)和碳纳米管(MWNTs)增强改性硅橡胶和顺丁橡胶。3%(wt)石墨烯填充橡胶后硅橡胶的拉伸强度提高了近14倍,邵氏硬度由20提高到了47,导电逾渗值为2%(wt),此时复合材料的电导率为1×10-5S/cm;碳纳米管对硅橡胶的补强效果和导电性也都有提高,但是不如石墨烯的效果明显。在顺丁橡胶石墨烯或者碳纳米管复合体系中出现了同样的现象。尽管TrG和MWNTs的化学结构相似,由于TrG和MWNTs的形貌和拓扑结构不同,导致填料与聚合物基体的相互作用有很大差异,石墨烯比碳纳米管在橡胶基体中更易分散。这主要是由于石墨烯与聚合物基底材料之间有更大的接触面积,使得石墨烯与橡胶之间的相互作用更加强烈,即使在石墨烯顺丁橡胶这种弱相互作用体系中,石墨烯也能实现良好的分散。