高性能熱硫化硅橡膠納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、硅橡膠由于獨(dú)特的-Si-O-主鏈結(jié)構(gòu)而具有許多優(yōu)異的性能，例如耐候性、生理惰性、耐老化性和耐高低溫性等等，但是純硅橡膠的力學(xué)性能很差，特別是撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，因此必須對(duì)硅橡膠進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)以滿足工業(yè)領(lǐng)域的使用要求。填料并用、提高填料的分散以及改善填料和基體之間的界面作用已經(jīng)成為提高硅橡膠力學(xué)性能的研究熱點(diǎn)。本文主要通過(guò)使用一維納米填料——針狀硅酸鹽和碳納米管與零維填料——?dú)庀喾ò滋亢诓⒂?，并?duì)一維納米填料進(jìn)行表面改性來(lái)提高填料的分散、增強(qiáng)與

2、橡膠基體之間的界面作用，以期提高硅橡膠納米復(fù)合材料的力學(xué)性能以及抗裂紋萌生和擴(kuò)展的性能，具體的工作內(nèi)容如下:
　　1、探究了氣相法白炭黑被一維納米填料——凹凸棒土部分替代后，對(duì)硅橡膠納米復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。通過(guò)凹凸棒和氣相法白炭黑之間的相互剪切、相互促進(jìn)分散，在降低硅橡膠納米復(fù)合材料生產(chǎn)成本的情況下，使用氣相法白炭黑和凹凸棒協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠。力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:5phr的氣相法白炭黑被15phr的凹凸棒替代后，硅橡膠納米復(fù)合材料的

3、力學(xué)性能和40phr白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的硅橡膠納米復(fù)合材料的力學(xué)性能基本相當(dāng)。
　　2、探究了一維納米填料——碳納米管和氣相法白炭黑協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)硅橡膠后，對(duì)硅橡膠納米復(fù)合材料性能的影響。力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明:0、1、3、5phr的碳納米管加入硅橡膠后，硅橡膠納米復(fù)合材料的撕裂強(qiáng)度、100％和300％定伸隨著碳納米管用量的增加而增加，但是斷裂伸長(zhǎng)率卻隨之降低。這是因?yàn)樘技{米管與硅橡膠基體之間的界面作用差、以及在硅橡膠中分散不均勻?qū)е碌摹．?dāng)碳納米管用

4、量為5phr時(shí)，硅橡膠納米復(fù)合材料的撕裂強(qiáng)度達(dá)到了27.8kN/m。
　　3、研究了含苯環(huán)的秋蘭姆——二硫化四芐基秋蘭姆對(duì)碳納米管的非共價(jià)改性以及對(duì)硅橡膠納米復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。XPS和拉曼光譜表明:碳納米管與秋蘭姆的苯環(huán)之間存在π-π作用。分析硫化曲線得知:在高溫硫化過(guò)程中，秋蘭姆接枝到了硅橡膠分子鏈上，間接地將碳納米管和硅橡膠分子連接在一起。TEM和SEM測(cè)試表明:秋蘭姆加入硅橡膠基體后，不僅提高了碳納米管在硅橡膠基體中的

5、分散，而且增強(qiáng)了碳納米管和硅橡膠之間的界面作用。力學(xué)性能測(cè)試表明:0.4phr的秋蘭姆加入后，硅橡膠納米復(fù)合材料的撕裂強(qiáng)度提高了114％，而且斷裂伸長(zhǎng)率保持在了510％。
　　4、研究了咪唑類離子液體——氯1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑?qū)μ技{米管的非共價(jià)改性以及對(duì)硅橡膠納米復(fù)合材料性能的影響。XPS和拉曼光譜證明了碳納米管和離子液體的咪唑環(huán)之間存在cation-π/π-π作用。由硫化曲線得知:在高溫硫化過(guò)程中，氯1-烯丙基-3-甲基