硅纳米管包覆CNTs对硅橡胶热氧稳定性影响及机理研究

摘要

硅橡胶（SR）作为特种合成橡胶中的重要一员，热稳定性优异，广泛用作高温环境下的橡胶材料。而科学技术水平的不断发展，对硅橡胶的热稳定性提出了进一步的要求。耐热添加剂的引入有望进一步提升硅橡胶的热稳定性。碳纳米管（CNTs）结构独特，性能优异，研究表明 CNTs作为纳米耐热添加剂可以有效提升硅橡胶的耐热性能。
　　本论文采用溶胶-凝胶法，将硅纳米管（SNTs）包覆于 CNTs上，并将其与硅橡胶复合，制备了 SNTs@CNTs/SR复合材料。通过场发射透射电子显微镜(TEM)（含能谱仪）、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射（XRD)、热重分析(TG)表征CNTs的包覆效果及包覆量；利用场发射扫描电子显微镜(SEM)和拉曼（Raman）表征SNTs@CNTs在硅橡胶基体中的分散及其与基体的界面相互作用；对比不同包覆量SNTs@CNTs/SR老化后力学性能及热失重性能，确定了最佳热氧稳定效果SNTs@CNTs/SR复合材料；利用导热、溶胀和TG-FTIR测试，进一步研究了SNTs@CNTs以及CNTs在硅橡胶热降解过程中的作用机理。
　　实验结果表明：利用溶胶凝胶法可以将SNTs包覆到CNTs表面，并有效抑制CNTs在SR基体中团聚，提升CNTs与SR的界面相互作用，进而改善SR的热氧稳定性能；导热测试和TG-FTIR等结果表明，SNTs@CNTs有效提升了硅橡胶复合材料导热性能，将硅橡胶的导热率提升了48％；SNTs@CNTs导致硅橡胶整体热降解过程向高温移动，尤其是其初始降解温度升高了41°C；硅橡胶的成环反应变得困难，主链解扣降解受到限制。

目录

声明

第1章文献综述

1.1 引言

1.2 硅橡胶

1.3碳纳米管

1.4 碳纳米管/硅橡胶复合材料研究进展

1.5 硅纳米管

1.6 本论文研究目的与意义

第2章SNTs@CNTs的制备与表征

2.1引言

2.2 实验部分

2.3 测试与表征

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第3章 CNTs的表面包覆对硅橡胶性能的影响

3.1引言

3.2 实验部分

3.3 测试与表征

3.4 结果与讨论

3.5 本章小结

第4章全文结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢