硅橡胶/多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究*
2016-05-21卢聚贤李超芹
卢聚贤,李超芹
(青岛科技大学 高性能聚合物研究院,山东 青岛 266042)
硅橡胶具有优异的耐高低温性能和热稳定性,可以在-50~300 ℃下长期使用,具有广阔的应用范围。碳纳米管(CNT)是由类似石墨结构的六边形网格卷绕而成的、同轴中空“微管”,两端的“碳帽”由五边形或七边形网格参与封闭,根据石墨片层数的不同,CNT可分为单壁管(SWCNT)和多壁管(MWCNT)2种[1]。碳纳米管直径一般在几纳米到几十纳米,长径比为10~1 000,比表面积大,在-196~1 000 ℃下都能保持很好的黏弹性[2]。
自从1994年Ajayan[3]制备环氧树脂/CNT复合材料以来,超过30种聚合物利用CNT增强制备了复合材料,充分发挥了CNT超高的强度和模量特性。Forgley等[4-5]证明MWCNT在硅橡胶中能完全自发湿润,Beigbeder等[6]发现极低含量的CNT导致聚二甲基硅氧烷(PDMS)黏度迅速提高,这些都证明了硅橡胶与MWCNT具有特殊的亲和性。姚凌江等[7]用溶液混合并用超声辅助分散的方法制得硅橡胶/CNT复合材料,获得表面光洁平整、分散较好和有良好弹性的导电硅橡胶。刘静等[8]采用超高速剪切法制备了硅橡胶/未改性MWCNT复合材料、硅橡胶/羟基化MWCNT复合材料和硅橡胶/羧基化MWCNT复合材料。结果表明,硅橡胶/羧基化MWCNT复合材料的界面作用最强,硅橡胶/未改性MWCNT复合材料最弱。
本文利用羧基化MWCNT,制备硅橡胶/MWCNT复合材料,研究了MWCNT在硅橡胶中的分散情况,并考察了MWCNT用量对硅橡胶/MWCNT复合材料的力学性能、动态力学性能以及热力学性能的影响。
1 实验部分
1.1 原料
硅橡胶110-2:深圳市佳海鑫硅橡胶有限公司;羧基化MWCNT:中国科学院成都有机化学有限公司;……
