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功能化还原氧化石墨烯/天然橡胶导热复合材料的性能研究

2021-07-23庄昌昌崔怡雯段晓圆刘亚青赵贵哲张志毅

橡胶工业 2021年3期
关键词:复合材料界面质量

庄昌昌,崔怡雯,段晓圆,刘亚青,赵贵哲,张志毅

(中北大学 纳米功能复合材料山西省重点实验室,山西 太原 030051)

随着5G时代的到来,电子器件趋向于小型化、高功耗和集成化,散热已经成为限制电子工业发展的核心问题。与传统的导热材料相比,聚合物基导热复合材料有很多优良性能,如柔韧性好、成本低、密度小、易加工等,近年来在微电子领域备受关注[1-5]。

天然橡胶(NR)具有独特的弹性和柔韧性,是散热复合材料的优良基体。但NR的导热性能相对较差,通常需要添加一些导热填料,如氧化物、氮化物和碳材料等来提高其导热性能[6-9]。其中,石墨烯由于具有高导热性和高力学性能而备受关注。氧化石墨烯(GO)是一种很有前途的大批量生产石墨烯的前驱体,抗坏血酸(VC)因其较高的还原效率而被公认为GO的还原剂。然而,石墨烯在NR中分散性差及与NR的界面作用弱等问题导致石墨烯/NR复合材料的性能无法达到预期目标,石墨烯的有机改性是解决这些问题的一个重要途径。目前,使用橡胶添加剂作为纳米填料的表面改性剂引起了研究者相当大的兴趣,这可以有效减少纳米填料聚集并增强其与橡胶基体的界面作用[10-12]。

本工作采用2-巯基苯并咪唑(防老剂MB,以下简称MB)对GO进行还原及功能化,同时与采用VC对GO进行还原对比,分别制得MB还原氧化石 墨 烯(rGO-MB)和VC还 原 氧 化 石 墨 烯(rGOVC),并采用胶乳共混法制备rGO-MB/NR 和rGO-VC/NR 复 合 材 料,探 讨rGO-MB 和rGO-VC对复合材料拉伸强度和导热性能的影响。

1 实验

1.1 主要原材料

天然胶乳(固形物质量分数为0.60),海南天然橡胶产业集团股份有限公司产品;……

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