碳纳米管/二氧化硅/炭黑/溶聚丁苯橡胶硫化胶性能研究

摘要

碳纳米管/二氧化硅复合填料可以实现两种填料优势互补的效果，有效提高材料的综合性能。
　　 本文采用正硅酸乙酯溶胶-凝胶过程制备碳纳米管/二氧化硅纳米复合填料(以下称MWNTs/SiO2)，并以偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对其进行改性。运用红外光谱、透射电镜、X射线衍射仪和差热分析仪等表征手段对其进行表征。通过机械混炼法制各了多壁碳纳米管/二氧化硅/炭黑/溶聚丁苯橡胶胶料(以下称MWNTs/SiO2/CB/SSBR)，研究了改性MWNTs/SiO2的用量对MWNTs/SiO2/CB/SSBR硫化胶机械性能、导热性能和动态力学性能的影响。结果表明：偶联剂能成功修饰碳纳米管表面的包覆层。随着改性MWNTs/SiO2含量的增加，胶料的正硫化时间(t90)缩短，硫化速率提高，MWNTs/SiO2/CB/SSBR硫化胶的力学性能和导热性能随之提高。由于碳纳米管/二氧化硅纳米复合填料的团聚，在其含量超过5 phr时，储能模量开始减小，玻璃化温度逐渐升高。当改性MWNTs/SiO2含量为10 phr时，与不加改性MWNTs/SiO2相比，硫化胶的拉伸强度增加了28％，M100增大了54.3％，断裂伸长率减小了14.3％，硬度增加了14％。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1碳纳米管

1.1.1碳纳米管简介

1.1.2碳纳米管的纯化

1.1.3碳纳米管的改性

1.2碳纳米管/二氧化硅复合填料

1.3碳纳米管/聚合物复合材料

1.3.1碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法

1.3.2碳纳米管/聚合物复合材料的性能

1.4本课题的目的、意义及主要研究内容

2 MWNTs/SiO2的制备及改性研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验药品

2.2.2实验仪器

2.2.3碳纳米管的酸处理

2.2.4 MWNTs/SiO2的制备

2.2.5 KH570改性MWNTs/SiO2

2.2.6性能测试

2.3结果与讨论

2.3.1酸处理对碳纳米管结构的影响

2.3.2 MWNTs/SiO2的结构表征

2.3.3 KH570改性对MWNTs/SiO2结构的影响

2.4本章结论

3 MWNTs/SiO2/炭黑填充溶聚丁苯橡胶硫化胶性能研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验药品

3.2.2实验仪器

3.2.3 MWNTs/SiO2/炭黑/橡胶硫化胶的制备

3.2.4性能测试

3.3结果与讨论

3.3.1填料-橡胶相互作用研究

3.3.2 MWNTs/SiO2/炭黑填充胶料的硫化特性研究

3.3.3 MWNTs/SiO2/炭黑/橡胶硫化胶的力学性能研究

3.3.4 MWNTs/SiO2/炭黑/橡胶硫化胶的拉伸断裂面形态观察

3.3.5 MWNTs/SiO2/炭黑/橡胶硫化胶的硬度研究

3.3.6 MWNTs/SiO2/炭黑/橡胶硫化胶的动态力学性能研究

3.3.7 MWNTs/SiO2/炭黑/橡胶硫化胶的导热性能研究

3.4本章结论

4结论

4.1本课题主要结论

4.2本文特色

4.3尚待进一步研究的问题

致 谢

参考文献