3  结果与讨论 10

3.1改性氧化石墨烯填充NR硫化胶硫化特性的研究 10

3.2改性氧化石墨烯填充NR硫化胶物理机械性能的研究 12

3.3改性氧化石墨烯填充NR硫化胶导热性能的研究 15

3.4改性氧化石墨烯填充NR硫化胶热稳定性能的研究 17

结论 19

致谢 20

参考文献 21

1  绪论

近些年来，纳米复合材料成为了材料科学领域研究的一个热点。在纳米复合材料中，有机物与有机物或者有机物与无机物之间的相互协同作用，使得此类复合材料比其他相关的宏观或微米级的复合材料在各种性能上都有了很大的提高。

石墨烯是目前所发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是包括富勒烯、三维石墨和一维碳纳米管在内的碳的同素异形体的基本结构单元[1]。它具有高硬度、高热导、高电导和高强度等优异的物理以及化学性质，在材料、能源、信息、 电子和生物医药等领域有广阔的应用前景[2]，使之成为了近些年来材料科学、化学以及物理学领域的一大研究热点。但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点，从而限制了它应用的广泛性。然而氧化石墨烯正好弥补了以上所说的石墨烯的不足之处，它比石墨烯的性能更优异，在改善橡胶的热学、力学等综合性能方面发挥着极其重要的作用。

1.1  石墨烯

1.1.1  石墨烯的发现与意义

1966年Wagner和Mermin提出Mermin-Wagner理论，声称根本不存在二维晶体材料，因此许多学者们对二维晶体材料做了一些研究与讨论，也有不少不同的观点。为了研究碳纳米管的结构和性能等，科学家们开始对单层石墨烯进行深入的研究

石墨烯是一种碳质材料，它是由碳原子堆剁而成的，他的结构类似于蜂窝状，除此之外，其它一些维数的碳质材料也是以它为基本结构组成的，比如说石墨就是由石墨烯所堆砌而成的，这个观点早在1940年就有科学家提出来了，但是由于石墨烯的这种特殊的二维晶格结构，使得很多科学家都觉得它是不能独立存在于这种普通的环境中的。直到2004年，来自曼彻斯特大学的两位著名的科学家首次在实验室利用胶带剥离高定向石墨的方法成功分离出了少量的石墨烯单片，并且发现石墨烯具有许多特殊物理、化学方面的性质，这大大增加了研究界的学者们对石墨烯研究的热情，开始走上了对石墨烯重要而又漫长的研究历程。

1.1.2  石墨烯的制备

目前制备石墨烯的方法主要有以下四种：

（1）化学气相沉积法。一般来说，这种方法是用金属薄膜或者是金属单晶作为衬底，并把一些含碳化合物铺在其表面，然后在高温的条件下将这些含碳化合物进行分解，这样的话在薄膜或单晶的表面就可以出现石墨烯的结构，我们还可以控制石墨烯的生长的速度和生成量的多少，一般来说都是经过调节衬底、生长温度、前驱物的暴露量等参数来实现的，由此可见，这种方法是一种很好的制备石墨烯的方法，目前的应用也蛮多的，它可以很有效地来控制整个制备石墨烯的一个过程，虽然目前而言并不是十全十美的方法，或许还存在许多漏洞，但是总的来说是一种很有效的制备方法。

（2）机械剥离法。这是一种很特殊的方法，是直接从石墨的表面上把石墨烯一层一层的剥离下来，一般有两种方法可以让单层石墨烯剥离下来，一种方法是加一些特殊的材料，石墨会再这种材料的作用下发生膨化从而剥离，还有一种方法是加入热解石墨与其发生摩擦作用，从而使其剥离下来，通过这两种方法我们都会在石墨的表面看到一些类似于片状的晶体，而在这些晶体中就含有一些单层石墨烯。就目前而言，这种方法的应用范围还算比较广的，但是该方法的缺点是不易制得应用级别的石墨烯，这也在一定程度上限制了机械剥离法的应用。