近幾年來基于石墨烯優(yōu)異的力學性能,極大的比表面積,優(yōu)良的導電導熱性能等,高性能石墨烯及其衍生物橡膠功能化復合材料成為橡膠傳統(tǒng)行業(yè)的研究熱點。值得注意的是,石墨烯和橡膠基體之間的界面作用和均勻分布是實現(xiàn)高性能、功能化橡膠基納米復合材料的關鍵�；诟男约肮δ芑故┠軌驅崿F(xiàn)在橡膠基體納米復合材料中的均勻分散,與基體之間具有良好界面相互作用和相容性的思路,該論文原位濕法制備石墨烯/聚異戊二烯橡膠納米復合材料涉及天然膠乳及異戊二烯單體液相原位聚合過程,主要從設計及調(diào)控石墨烯與橡膠基體間的界面作用力,改性石墨烯表面基團著手,通過膠乳共混及原位聚合共混技術兩個方面開展研究工作:一是將石墨烯（rGO）與白炭黑（SiO₂）通過化學鍵鍵接制備雜化粒子,再將此雜化填料應用到橡膠基體中。如果將SiO₂和石墨烯直接加入到橡膠基體中,石墨烯作為各向異性填料易受外力發(fā)生取向,產(chǎn)生嚴重的壓延效應,同時SiO₂和rGO之間難以結合產(chǎn)生協(xié)同效應,二者與橡膠基體之間的界面效應差,而SiO₂為零維材料屬于各向同性,二維rGO和零維Si... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

碳納米材料的各種形式

圖 1-2 石墨烯的批量制備多種多樣，在應用范圍、質量和價格上有廣泛的選擇Figure 1-2 There are several methods of mass-production of graphene, which allow awide choice in terms of size, quality and price for any particular application年來，石墨烯以大表面，優(yōu)異的力學性能及導熱導電性能等，高性能石墨烯衍生物，成為傳統(tǒng)橡膠的研究熱門行業(yè)。應當指出，石墨烯與橡膠基體之間相容性是實現(xiàn)高性能橡膠基納米復合材料的關鍵因素。表面改性可以促進聚能化[14]，從而提高聚合橡膠石墨烯衍生物的性能。據(jù)所知，石墨烯或 GO 層在復合材料的加工中是至關重要的。均勻分布是最小化應力集中中心的存在均勻的應力分布而實現(xiàn)有效載荷傳遞的關鍵。此外，石墨烯或 GO 層的完全膠與石墨烯或 GO 之間的接觸面積并改善了界面相互作用。為了解決這個問們一直試圖通過以下制備方法來改進石墨烯或 GO 并制備剝離和均勻分散的 GO(GO)/聚合物納米復合材料：機械混合，溶液/懸浮液混合，原位聚合和乳見圖 1-3。本文中，將總結石墨烯/橡膠納米復合材料的制備，結構和性能的研究進展。

圖 1-3 石墨烯(GE)或 GO(GO)/聚合物納米復合材料制備方法Figure 1-3 Preparation of graphene (GE) or graphene oxide (GO)/PolymerNanocomposites1.2.1 石墨烯/橡膠復合材料的制備方法1.2.1.1 機械共混采用傳統(tǒng)的聚合物加工設備，將石墨烯及石墨烯衍生物與橡膠進行簡單機械共混，是較易實現(xiàn)大規(guī)模的高性能橡膠納米復合材料的制備方法。機械共混方法的優(yōu)點是: 通過施加剪切力使填料在熔融狀態(tài)下分散在彈性體基體中。這種技術可以涉及填料的化學改性使用增容劑來增強填料與基體的相互作用，操作簡單，效率高，無溶劑的脫除過程，這就產(chǎn)生較少的環(huán)境污染。缺點是石墨烯和石墨烯衍生物的表面有機官能團少且表面作用力低與橡膠基質的界面作用很低，易于團聚，因此這種方法的最大問題是采取幾種方法，防止石墨烯和石墨烯衍生物在橡膠基體中的團聚及低的界面作用。Araby[16]研究了機械共混法制備三元乙丙橡膠和石墨烯復合材料，研究發(fā)現(xiàn)：復合材料的力學性能如拉伸強度和斷裂伸長率隨著 GnP 的添加而增加，但復合材料的強度大大提


本文編號：3334957