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氧化石墨烯/橡胶复合材料的研究现状进展(3)

时间:2022-01-18 21:33来源:毕业论文
Wang等[17]制备并研究了GO/xNBR复合材料的导热性能,结果表明,当GO含量为1。6 vol。%时,相比于未填充xNBR,GO/xNBR复合材料的扩散系数和热导率分别提升了

Wang等[17]制备并研究了GO/xNBR复合材料的导热性能,结果表明,当GO含量为1。6 vol。%时,相比于未填充xNBR,GO/xNBR复合材料的扩散系数和热导率分别提升了1。2倍和1。4倍。

4  热稳定性

GO的二维片层结构可以阻碍小分子自由基的扩散,并且GO能与基体形成大量的交联点使得硫化胶的热稳定性在高温下得以提高[20]。

Wang等[21]制备了GO/硅橡胶复合材料并研究了其热稳定性,结果表明,由于GO表面的羧基和羟基等极性含氧基团极易吸附于硅橡胶的极性Si-O键,使得两者间形成更多的交联点,从而使得复合材料的热稳定性得以改善。

1。3。3  改性氧化石墨烯/橡胶复合材料

氧化石墨烯表面含有大量的环氧化物、羟基、羧基、酮类等基团[22],使得GO和极性聚合物基体间能形成良好的界面相互作用,并且能够促进活跃的有机化合物的表面功能化。已经有很多研究表明GO填充极性聚合物基体所得纳米复合材料在不同性能上的提高[23, 24],但很少见到有关运用GO填充弱极性聚合物基体的报道[25]。由于极性的GO与弱极性或非极性的聚合物基体间的界面相互作用极其弱,以致于GO很难在基体中的分散[10]。而GO在基体中团聚将大大影响其性能的提高。因此,GO在聚合物基体中能否良好的分布是改善材料性能的关键。如何提高GO与非极性橡胶间的界面相互作用,使得GO在非极性橡胶基体中良好分散以获得理想的性能也成为了一个意义重大的课题。

在水或有机溶剂中使用各种小分子微粒和纳米材料对GO进行共价表面改性和非共价表面改性是两种提高GO与非极性聚合物基体间的界面相互作用,是使GO在聚合物基体中实现均匀分散的两种有效方法。共价表面改性包括耦合反应和原位聚合两种方法,具有良好的表面改性效果。但这个过程非常复杂,而且一般是在有机溶剂中进行,容易造成环境污染,并且还可能对材料结构造成不理想的永久性变化[26]。相对来说,非共价表面改性则简单易行,该方法主要是通过改变范德瓦尔斯力和静电相互作用,增加氢键作用[27]等来实现,能够保持GO本身固有的优异性质。

Li等[28]在GO与SBR之间利用丁苯吡橡胶作为界面连接桥以增加两者的兼容性。Huang等[29]使用硅烷改性后的GO作为多功能填料与天然橡胶(NR)进行复合。Liu等[10]在静电作用下利用烷基胺改性GO,所得的改性后的GO/SBR纳米复合材料的拉伸强度相比于未改性GO/SBR纳米复合材料提升了78 %。Mao等[8]利用VPR改性GO制备SBR纳米复合材料,当填料含量仅为2。0 vol%时,纳米复合材料的撕裂强度相比未填充SBR硫化胶提升了208 %。Xiong等[30]利用离子液体改性GO,通过溶液混合法制备了离子液体改性氧化石墨烯(GO-IL)/溴化丁苯橡胶(BIIR)纳米复合材料,结果表明,GO-IL能在BIIR基体中良好分散,同时提高了复合材料的热稳定性以及热导率,仅添加4 wt。%的GO-IL时,对比未填充BIIR,GO-IL/BIIR复合材料的热导率提高了1。3倍。

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