静电自组装制备交联聚苯乙烯纳米微球/石墨烯杂化填料(PS@rGO)及其在丁苯橡胶中的应用研究

摘要

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为乳化剂,合成了交联聚苯乙烯纳米微球（PS）阳离子乳液;通过静电自组装以及原位还原制得了交联聚苯乙烯纳米微球/石墨烯杂化填料（PS@rGO）;将杂化填料与丁苯橡胶共混,制备了SBR/PS@rGO纳米复合材料.X-射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）和热重分析（TGA）证实了PS@rGO中rGO有效地得到还原并与PS存在着很强的π-π相互作用;扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明,PS@rGO中PS纳米微球的粒径约为60～70 nm,并均匀地吸附在r GO表面,有效地阻止了r GO堆叠.SBR/PS@rGO纳米复合材料硫化性能研究表明,PS@rGO能大大缩短胶料的正硫化时间,增大交联密度;SEM,RPA和Mooney-Rivlin模拟等证明了,杂化填料在SBR基体中分散均匀,并搭接形成了更完善的填料网络结构,具有较强的界面相互作用,使得复合材料的力学性能和耐磨性能有较大的提高,很好地实现了补强.与添加同等30份的沉淀法SiO_2相比,SBR/PS@rGO纳米复合材料不仅具有更优异的机械性能,而且具有更低的密度,有望在轮胎等橡胶制品中应用,以降低驱动能耗、节省能源.