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碳纳米管/二氧化硅/炭黑/溶聚丁苯橡胶硫化胶性能研究

祝丽娟  
【摘要】:摘要 碳纳米管/二氧化硅复合填料可以实现两种填料优势互补的效果,有效提高材料的综合性能。 本文采用正硅酸乙酯溶胶-凝胶过程制备碳纳米管/二氧化硅纳米复合填料(以下称MWNTs/SiO2),并以偶联剂γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)对其进行改性。运用红外光谱、透射电镜、X射线衍射仪和差热分析仪等表征手段对其进行表征。通过机械混炼法制备了多壁碳纳米管/二氧化硅/炭黑/溶聚丁苯橡胶胶料(以下称MWNTs/SiO2/CB/SSBR),研究了改性MWNTs/SiO2的用量对MWNTs/SiO2/CB/SSBR硫化胶机械性能、导热性能和动态力学性能的影响。结果表明:偶联剂能成功修饰碳纳米管表面的包覆层。随着改性MWNTs/SiO2含量的增加,胶料的正硫化时间(t90)缩短,硫化速率提高,MWNTs/SiO2/CB/SSBR硫化胶的力学性能和导热性能随之提高。由于碳纳米管/二氧化硅纳米复合填料的团聚,在其含量超过5 phr时,储能模量开始减小,玻璃化温度逐渐升高。当改性MWNTs/SiO2含量为10 phr时,与不加改性MWNTs/SiO2相比,硫化胶的拉伸强度增加了28%,M100增大了54.3%,断裂伸长率减小了14.3%,硬度增加了14%。


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