[發(fā)明專(zhuān)利]一種氧化石墨烯負(fù)載埃洛石改性丁苯橡膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910034234.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109762221B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周藝峰;張遷;陳鵬鵬;聶王焰;徐穎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08L9/06
• 分類(lèi)號(hào): C08L9/06;C08K13/06;C08K9/12;C08K3/04;C08K3/34;C08K9/06;C08K3/22;C08K3/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化石墨烯負(fù)載埃洛石改性丁苯橡膠及其制備方法，其是在丁苯橡膠中加入有改性填料氧化石墨烯負(fù)載埃洛石，用于提高丁苯橡膠力學(xué)性能；氧化石墨烯負(fù)載埃洛石是以氧化石墨烯作為載體，一維埃洛石納米材料緊密附著在氧化石墨烯上。本發(fā)明通過(guò)氧化石墨烯負(fù)載埃洛石對(duì)丁苯橡膠進(jìn)行改性，一維的埃洛石與二維的氧化石墨烯相互協(xié)同，避免了單一納米材料在橡膠中的團(tuán)聚問(wèn)題，且二者之間較強(qiáng)的相互作用力，使相互促進(jìn)分散的效果更加顯著，在基體中形成了填料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，顯著提高了丁苯橡膠的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化石墨烯負(fù)載埃洛石改性丁苯橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)

丁苯橡膠是世界上最大的通用合成橡膠品種，其物理性能、加工性能及使用性能和天然橡膠十分類(lèi)似，且價(jià)格便宜、韌性好，但是它的導(dǎo)電性能、耐磨性能和強(qiáng)度都很低。因此，探索合適的改性方法，以提高丁苯橡膠的性能，是拓展其應(yīng)用的關(guān)鍵。

納米材料由于具有粒徑小、比表面積大等特點(diǎn)，在改性聚合物時(shí)與基體有著較大的接觸面積，有利于界面結(jié)合強(qiáng)度的提升，從而能夠有效地增強(qiáng)聚合物。但是，由于納米材料的表面能很大，通常處于熱力學(xué)非穩(wěn)定狀態(tài)，因此，利用納米材料改性聚合物往往存在以下問(wèn)題。第一，納米材料引入聚合物后容易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致小尺寸優(yōu)勢(shì)消失。復(fù)合材料在受力時(shí)，這些團(tuán)聚物所在位置由于應(yīng)力集中通常首先發(fā)生斷裂，導(dǎo)致填料的增強(qiáng)效果不明顯，團(tuán)聚嚴(yán)重時(shí)復(fù)合材料的強(qiáng)度甚至不及改性前。第二，納米材料與聚合物界面相互作用力不強(qiáng)。界面的存在可以阻止裂紋的擴(kuò)展、減緩應(yīng)力集中，使填料和基體形成一個(gè)整體并傳遞應(yīng)力。若基體與填料間的潤(rùn)濕性不好，界面粘合強(qiáng)度低，將直接影響聚合物復(fù)合材料的性能。目前，改善納米材料在聚合物中分散性，提高界面相互作用力的主要方法是表面化學(xué)改性。通過(guò)改性，納米材料表面帶有的官能團(tuán)增加了其在聚合物中的移動(dòng)阻力，防止納米材料的團(tuán)聚。然而，通過(guò)化學(xué)改性提高相容性的手段存在以下問(wèn)題：1)化學(xué)改性過(guò)程通常需要耗費(fèi)大量的有機(jī)溶劑，成本高不環(huán)保；2)改性分子難以在納米材料表面均勻地覆蓋，而未被改性基團(tuán)覆蓋的納米材料與聚合物基體界面相互作用較弱，受力時(shí)通常首先出現(xiàn)缺陷；3)引入有機(jī)官能團(tuán)可能會(huì)削弱納米材料自身的性質(zhì)，降低其應(yīng)有的改性效果。例如，Wang等將硅烷化的氧化石墨烯加入到環(huán)氧樹(shù)脂基體中，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)改性的氧化石墨烯被一層柔性界面層包覆，減弱了填料與聚合物界面的應(yīng)力傳遞效率；因此，探索一種全新的促進(jìn)納米組元在聚合物中均勻分散，提高界面結(jié)合，同時(shí)不犧牲納米材料本征性能的方法具有重要的研究?jī)r(jià)值。