碳纳米管橡胶复合材料讨论.pptx

硬度测试
由图看出，硬度相差较小。添加GT200碳纳米管硬度最低，GT-200与 GT-300管径相同，管长相差较大，可见较小的管长使碳纳米管与橡胶 的界面结合明显低于长碳纳米管与橡胶的结合力。
溶液共混法
碳纳米管与聚合物复合材料制备方法
利用强氧化剂、高能射线等手段使碳纳米管的表 面生成轻基、梭基等活性基团，这些活性基团与 聚合物单体的官能团进行反应，随单体的聚合反 应的进行，使碳纳米管也参与到聚合反应中，从 而达到使碳纳米管和聚合物基体聚合为一体的复 合方法。由于碳纳米管本身就“镶嵌”于聚合物 基体中，因此碳纳米管的分散程度和相容程度比 以上的溶液共混法和熔融共混法都要高，并且复 合材料的结构稳定性更高。
添加不同种类碳纳米管的硫化胶化的断裂伸长率
添加GT-300、GT-400碳纳米管的断裂伸长率较低，分析可能是GT-300、GT-400 碳纳米管较大的比表面积和长度对橡胶分子链的限制能力较强，分子链柔顺性降低， 因而其断裂伸长率较低。而管长很短的GT-200对橡胶分子链限制能力很弱，对分子 链伸长造成阻碍较弱，因此断裂伸长率最高。管径较粗的GT-600对分子链的限制能 力低于GT-400，因此其断裂伸长率稍高。
添加不同种类碳纳米管的硫化胶化的拉伸强度
添加GT-300的硫化胶比添加GT-200碳纳米管的拉伸强度提高4.82%，与其长径 比、比表面积相关，而添加GT-600碳纳米管的硫化胶拉伸强度最高，原因可能 是其碳纳米管内径最大，较粗的碳纳米管比较细的碳纳米管易于分散，不易缠结 成团，在橡胶中分散均匀，而较细的碳纳米管缠结成团易形成应力集中点，受到 拉伸时最易断裂，造成拉伸强度较GT-600的低。
硫化胶的制备
将上述混炼胶在无转子硫化仪上进行测试，根据硫化 曲线确定硫化时间和温度。试样在平板硫化机上硫化， 硫化温度为150℃。硫化时间为15min，模压硫化成 型厚度约为2mm的薄片，停放待后续测试。
混炼胶的制备
先将天然橡胶在开炼机上塑炼成片状，再用密炼机进行 混炼，1、2、3区温度均为80℃，转子转速80r/min， 加料顺序为NR/BR、配合剂、白炭黑和硅烷偶联剂、炭 黑，排胶温度设为130℃。随后在开炼机上进行硫磺的 分散和薄通塑炼，薄通时的辊距为0.5mm，薄通时打三 角包，以便胶料混合均匀，辊温为40~70℃。薄通一定 次数后，将辊距调至约3 mm，下片。
碳纳米管特性及研究现状
单壁碳纳米管是由一层石墨片层绕中心轴卷曲而成， 直径约为1~2nm，其结构完整性较好、缺陷较少。多 壁碳纳米管是由几层石墨片层卷曲而成，一般层数在 2~50 层之间，直径一般在2~100 nm，每层之间保持 固定距离，约0.34 nm，多壁碳纳米管表面含有大量 的化学基团，相对比较活泼。
熔融共混法
碳纳米管与聚合物复合材料制备方法
溶液共混法是制备碳纳米管基聚合物基复合材料 最常用的技术之一。将碳纳米管分散在合适的溶 剂中，碳纳米管与聚合物溶液混合，通过沉淀或 浇铸膜来回收复合材料。溶液共混法的优点在于 简单的工艺流程，它所制备的碳纳米管与聚合物 复合材料中碳纳米管的分散性要优于熔融法。
碳纳米管 与 橡胶复合材料
聚合物基复合材料讨论课
我只看看不玩的
目录
1.碳纳米管特性及研究现状 2.碳纳米管与聚合物基复合材料研究现状与制备 3.碳纳米管的长径比对橡胶复合材料性能的影响 4.碳纳米管与炭黑的配比对橡胶复合材料性能的影响 5.总结
碳纳米管的发现是继C60之后碳家族中出现的又一新成 员。碳纳米管是由六边形排列的碳原子片层无缝卷曲 而成，直径由几埃到几十纳米。这些纳米尺度的管以 两种形式存在单壁碳纳米和多壁碳纳米管。
碳纳米管特性及研究现状
碳纳米管自身具备的优异性能使其成为最有潜力的碳 材料之一，许多研究将碳纳米管作为填料来补强聚合 物，然而由于碳纳米管易团聚、表面能低、各向异性 等原因，并没有充分发挥出碳纳米管的优势。因此将 碳纳米管与其他填料混合使用，发挥几种填料各自的 优势，是近年来研究较多的一个方向。
碳Hale Waihona Puke Baidu米管特性及研究现状
多壁碳纳米管，由山东大展纳米材料有限公司采用改性催化碳气 相沉积法(CCVD)制备，四种碳纳米管的具体参数如表所示。炭黑 N234、天然橡胶NR、顺丁橡胶BR、白炭黑7000GR、硅烷偶联 剂Si69。
实验原料
双辊开炼机 转矩流变仪 平板硫化机 无转子硫化仪 万能试验机 邵氏硬度仪 门尼黏度仪
设备及测试仪器
原位生成法
碳纳米管的长径比对橡胶复 合材料性能的影响
碳纳米管的长径比对橡胶复合材料性能的影响
碳纳米管的特点是纳米尺寸级的直径、长度远大于 直径，是一种高长径比、高比表面积的准一维纳米 材料，其长径比、比表面积与聚合物的界面结合程 度不同，而不同长径比的碳纳米管填充补强效果不 同。因此碳纳米管的长径比等尺寸类型对复合材料 性能有很大影响。
碳纳米管与聚合物基复合材 料研究现状与制备
碳纳米管结构稳定、各方面性能突出，最广泛的 就是作为补强填料填充聚合物材料，如橡胶、树 脂、纤维等，填充形成的纳米复合材料在力学性 能、耐磨性、导热性能、导电性能等都有提高。
碳纳米管与聚合物基复合材料研究现状
碳纳米管与聚合物复合材料制备方法
熔融共混法是指在特定的螺杆挤出机中，利用螺 杆的强剪切高效混合，使得碳纳米管在熔融状态 下的聚合物基体中得以较好的分散，聚合物熔体 冷却后便可制备出碳纳米管/聚合物复合材料。 熔融共混是产生碳基纳米复合材料的一种简便方 法，其特点是生产快速和环境效益高，是一种无 溶剂过程。
门尼黏度测试
由图可以看出，GT200—GT600混炼胶的门尼勃度随着碳纳米管比表面积的减小而先增大后减小， 原因是随着碳纳米管比表面积的增大，碳纳米管与橡胶的接触面积越大，物理吸附作用越强，形成 的界面力就越强，会更加限制橡胶大分子链的运动，流动性降低，所以整体上呈下降趋势。但用碳 纳米管为GT-200，虽然比表面积最大，但GT-300的长度大于GT-200，较长的碳纳米管易与橡胶 大分子链相互缠结，对分子链的限制作用更大，比长度短的碳纳米管在结合橡胶上有优势，所以 GT300混炼胶的门尼勃度最高。