石墨烯在橡胶及制品中应用研究进展
2021-11-21鲁学峰张绍波胡翠黄田燕赵继华
建材发展导向 2021年4期
鲁学峰,张绍波,胡翠,黄田燕,赵继华
(贵州航天风华精密设备有限公司 贵州 贵阳 550009)
0 引言
橡胶具有独特的粘弹特性,是国防工业的重要战略材料。为改善橡胶复材料的机械、电热、阻隔性能,工业上以炭黑和白炭黑来作为增强体,不仅添加量大,还容易造成粉尘污染。目前,国内外学者开始采用石墨烯(GE)来增强橡胶性能,自从被Gein[1]发现并报道后,GE 便展示出优异的物理性能:比表面积高达2630m2/g,杨氏模量高达1.1TPa,较好的面内导电能力1 06S/m 和优异的导热性能(5 300W(m·K)[2]。因此,人们认为它在未来是一种革命性的材料,将GE 作为填料加入到橡胶基体中是目前增强橡胶热性能的有效手段[3]。
中国国内也出现了许多综述类文章,其中最有代表性的是补强等[4]和唐征海等[5]完成的综述,根据国内外研究情况,介绍了GE 的制备与改性,以及GE/橡胶复合材料的制备与性能。 从GE/橡胶复合材料应用的不同橡胶基体出发,对其制备方法、复合材料性能和相关制品性能等方面的研究进展进行阐述。
1 石墨烯/天然橡胶复合材料
天然橡胶是橡胶体系里开发最早和应用最广泛的,成为石墨烯/橡胶复合材料领域的研究热点。张奇等[6]以石墨烯微片为填料,制备出石墨烯/天然橡胶复合材料(GNR)。研究表明,采用胶乳共混法制备GNR 时石墨烯微片分散得更为均匀,当石墨烯微片为10 份时,GNR 拉伸强度与未添加相比提高了47%,导热性能提升了1 倍。当通过乳液混合的方法来制备GE 补强的GNR 时,0.5份的GE 添加量,便使拉伸强度别比纯NR 提高了48%,表现出较好的物理性能[7]。……
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