石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的研究
2018-03-21张奇王猛荣文君钟博
精密成形工程 2018年2期
张奇,王猛,荣文君,钟博
(哈尔滨工业大学(威海)材料学院,山东 威海 264209)
石墨烯是碳原子通过sp2杂化紧密堆积而形成的一种二维碳材料,厚度可以分为单层或几层。2004年英国科学家Geim和 Novoselov等[1]从理论上证明了石墨烯的存在,从此石墨烯这种材料便得到了广泛关注。单层石墨烯的理论厚度为 0.34 nm[1],是现在所知纳米填料中最薄的一种。相比于其他传统的纳米材料,如膨胀石墨(EG)、碳纳米管(CNTs)、黏土等,石墨烯独特的结构赋予其更优的性能[2],如具有很高的比表面积,约为2630 m2/g[3],拉伸强度可达130 GPa[4],其弹性模量最高可达 1 TPa[4],导热系数达到 5.1×103W/(m·K)[5],电导率高达 6×105S/m[6],除此之外还有很好的透光性和气体阻隔性,以及优异的电磁屏蔽能力[7]等。将石墨烯与聚合物制备成石墨烯/聚合物复合材料是发挥石墨烯优异性能的有效手段[8]。
橡胶是一种在室温下具有可逆形变的高弹性聚合物材料,其作为一种重要的战略性物资,广泛应用于人类生活的各个领域。近年来,随着科技的发展,人们对橡胶制品提出了更高的要求。传统的橡胶材料已经不能完全满足快速发展的使用要求。将纳米填料与橡胶进行复合,制备纳米填料/橡胶复合材料成为一种获得高性能橡胶的有效途径[9]。石墨烯/天然橡胶纳米复合材料的制备方法主要有3种:胶乳共混法[10]、溶液共混法[11]及机械共混法[12]。胶乳共混法制备复合材料的主要过程是将石墨烯水溶液与天然橡胶胶乳充分混合,然后经过破乳沉淀、干燥及硫化得到复合材料。……
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