目的探究改性多壁碳納米管(MWCNTs)在羧基丁腈橡膠(XNBR)中的分散性、增強橡膠基體動態(tài)力學性能及其作用機理。方法采用多巴胺自聚合兼物理修飾的技術對MWCNTs進行表面改性處理,以增加其表面極性基團,提高其與XNBR基體的兼容性,并制備了聚多巴胺改性碳納米管(MWCNTs-P)。采用紅外光譜儀和X射線光電子能譜儀分析了改性多壁碳納米管的表面化學狀態(tài),使用透射電子顯微鏡(TEM)探索了改性碳納米管的結構演變。使用動態(tài)力學分析儀(DMA)研究了改性碳納米管填料網(wǎng)絡對XNBR基體的增強效果,結合復合材料斷面的掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM),探索了MWCNTs-P填料增強XNBR動態(tài)力學性能的作用機理。結果調控多巴胺反應濃度實現(xiàn)了MWCNTs-P填料表面物理包覆層厚度從2nm增加到4nm。動態(tài)力學性能測試表明,MWCNTs-P填料提高了復合材料老化前后的動態(tài)力學性能。SEM測試發(fā)現(xiàn),MWCNTs-1.0P-2.0wt%復合材料在老化試驗后斷面存在的孔洞最淺。TEM測試發(fā)現(xiàn),MWCNTs-1.0P填料在XNBR基體中有更好的分散性。結論聚多巴胺改性多壁碳納米提高了其在羧基丁腈橡膠基...

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【部分圖文】：

圖1 聚多巴胺改性多壁碳納米管的透射電鏡照片

通過透射電子顯微鏡（TEM）探索了聚多巴胺改性MWCNTs的結構演變。如圖1a所示，未改性MWCNTs的晶格條紋清晰可見。在圖1b中，MWCNTs-0.25P表面除了能夠看見碳納米管的晶格條紋以外，還能夠發(fā)現(xiàn)無定形態(tài)的聚多巴胺層，由于巴胺反應濃度較低，使其厚度比較薄。如圖1c所示....

圖2 聚多巴胺改性碳納米管的紅外光譜圖

使用紅外光譜儀分析改性前后碳納米管表面有機官能團的化學成分變化，結果見圖2。在紅外光譜圖中對比了未改性MWCNTs（圖2中a曲線）和MWCNTs-0.25P（圖2中b曲線）的變化。在a曲線中，未改性碳納米管表面存在O—H峰，這是由于結晶水的存在所致。在b曲線中，3458cm–1....

圖3 聚多巴胺改性碳納米管的XPS光電子能譜圖

采用XPS光電子能譜對MWCNTs-0.25P樣品表面典型化學元素及結合能進行進一步分析，結果見圖3。如圖3a所示，多巴胺通過自聚合沉積在碳納米管表面后，在全譜中有明顯的O1s和N1s出現(xiàn)，表明聚多巴胺的包覆增加了這兩種元素的含量。其中，C元素占比為88.98%,N元素占比為2.....

圖4 不同改性碳納米管含量的復合材料的彈性模量-溫度曲線

圖5反映了MWCNTs-P填料添加量變化對基丁腈橡膠損耗因子的影響。在圖5a—d中，MWCNTs填料制備的樣品的損耗因子峰值沒有明顯的增大，而MWCNTs-P填料制備的樣品的損耗因子峰值都高于原膠和MWCNTs填料制備的樣品，暗示著MWCNTsP填料能夠提高其在羧基丁腈橡膠基體中....

本文編號：4013032