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發布時間:2020-08-05 13:31  
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為制備石墨/丁腈膠乳納米復合材料,首先采用超聲波粉碎處理膨脹石墨來制備石墨納米薄片,然后對直接共混、通過低聚物液體丁腈膠乳預處理石墨、以bing酮作為溶劑進行溶液共混、采用不同表面活性劑進行乳液共混的方法進行了對比研究。結果表明,chou次提出的乳液共混法(LCM法)可成功地制備石墨/丁腈膠乳納米復合材料。電鏡觀察及XRD分析結果說明,采用十二烷基磺酸鈉穩定納米石墨水懸浮液,并與丁腈膠乳乳膠共混共沉制備的石墨/丁腈膠乳納米復合材料中,石墨分散均勻,片層的聚集體尺寸更小,達到了納米片層的尺度,而且同時存在橡膠大分子插層、表面活性劑插層以及未插層的多種石墨分散結構。通過力學性能、動態力學性能、功能性能的測試,發現石墨/丁腈膠乳納米復合材料具有大幅提高的力學性能,在10 phr的石墨用量內,納米復合材料的硬度、定伸應力及拉伸強度均隨著石墨用量的增加而明顯提高,斷裂伸長率則有所下降;納米石墨的加入對復合材料的動態儲能模量有明顯的增強其效果,特別是在橡膠態下,納米復合材料的動態模量比純膠大幅度提高,而且隨著石墨用量的增加,納米復合材料的玻璃化轉變溫度明顯向高溫方向移動;復合材料的摩擦系數降低,磨損性能大大提高;復合材料還具有多樣的功能特性,如優異的耐磨性能、優異的氣體阻隔性能、一定的導電性能及導熱性能等。SEM和FT-IR結果表明,由于羧基丁腈膠乳分子結構中含有大量的羧基,使得其與酚醛樹脂具有較好的相容性并能與酚醛樹脂發生化學鍵合,分子結構中的羧基是造成羧基丁腈膠乳性能優于其他橡膠體系的主要原因。
后通過LCM方法制備了納米石墨/羧基丁腈膠乳及納米石墨/丙xi酸酯橡膠復合材料,并對其結構與性能作了初步的研究。掃描電鏡觀察發現石墨在這兩種橡膠基體中的分散都很均勻,石墨片層的直徑較大、而厚度則在納米級范圍。力學性能測試表明,與石墨/丁腈膠乳納米復合材料相似,隨著納米石墨用量的增加(羧基丁腈膠乳中:0~20 phr;丙xi酸酯橡膠中:0~10 phr),復合材料的力學性能逐漸提高,其中以定伸應力的提高為顯著。平衡溶脹實驗的結果、交聯密度的測定、自硫化前后橡膠材料玻璃化轉變溫度的變化,則進一步證實了自硫化的存在。
羧基液體丁腈膠乳的制備方法,包括以下步驟:一、將聚合釜抽真空,加入乙醇及丙xi腈,加入過氧化戊二酸,迅速升溫至80℃-90℃;二、再次加入過氧化戊二酸,反應2-3h;研究了一種正凝聚法生產粉末丁腈膠乳制備工藝,采用用水溶性的1價、2價金屬鹽作凝聚劑,應先噴入低硬度的凝聚劑Ⅰ,再噴入高硬度的凝聚劑Ⅰ溶液,最后再噴入凝聚劑Ⅱ徹底凝聚,使膠粒定型。三、聚合所得膠液在洗滌釜內用水及乙醇洗滌,干燥,減壓脫水脫氣,即得端羧基液體丁腈膠乳。本發明提供的端羧基液體丁腈膠乳的制備方法,以過氧化戊二酸為引發劑、乙醇為溶劑制備端羧基液體丁腈膠乳重復性較好,所得產品粘度較低,收率較高,分子量分布比較均一。