第29卷 第2期2008年4月特种橡胶制品
Special P ur po se R ubber Pr oducts V ol.29 N o.2 A pril 2008
顺丁橡胶/天然橡胶/有机蒙脱土纳米
复合材料的研究
谷 正,宋国君*,王宝金,王海龙,王树龙(青岛大学高分子材料研究所,青岛 266071)
摘 要:采用溶液插层法和双辊混炼法制得了BR/N R/O M M T 纳米复合材料,进行了透射电镜分析,研究了复合材料的力学性能、磨耗性能以及耐溶剂性能。结果表明,O M M T 在BR/N R 基体中分散均匀,BR/N R/OM M T 纳米复合材料是一种剥离型纳米材料。与BR/NR 复合材料相比,BR/NR /O M M T 纳米复合材料具有优异的力学性能、磨耗性能和耐溶剂性能。
关键词:有机蒙脱土;纳米复合材料;磨耗性能;耐溶剂性能
中图分类号:T Q333 2,T Q 332 5 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2008)02-0013-03
收稿日期:2007-12-19
作者简介:谷 正(1982),男,山东寿光人,青岛大学在读硕士研究
生,主要从事橡塑改性、纳米复合材料等方面的研究。*通讯联系人。
顺丁橡胶(BR)是一种重要的合成橡胶,因其具有弹性好、滞后损失小、生热低、填充性好以及成本低等优点,广泛应用于轮胎工业中。但是,BR 橡胶拉伸强度低、抗湿滑性和加工性能欠佳,不能单独应用于轮胎[1]
生产中,必须与其他橡胶并用并添加填料补强后才能使用,这在一定程度上限制了BR 橡胶的应用。
目前聚合物/蒙脱土纳米复合材料是材料学研究的热点,蒙脱土是具有独特的2 1型晶体结构的层状硅酸盐,具有原料来源丰富、价格低廉等优点。由于层状硅酸盐片层的总比表面积以及形变系数都很高,达到纳米级分散的蒙脱土粒子赋予了橡胶许多优异和特殊的性能,能明显改善复合材料的力学性能[2,3]、热稳定性能[4]
和气体阻隔
性能
[5]
等。廖明义[6]
等采用原位聚合法制备了聚
丁二烯/蒙脱土纳米复合材料。张隐西[7]
采用熔
体插层法制得了BR/蒙脱土纳米复合材料,但对于溶液插层法制备橡胶/蒙脱土复合材料的研究鲜有报道。溶液插层法是将蒙脱土进行有机化表面改性后分散在合适的溶剂中,然后加入橡胶溶液混合搅拌一段时间,最后干燥除去溶剂获得橡胶/蒙脱土纳米复合材料。此方法工艺简单易行,蒙脱土在聚合物中分散性好,容易制备出剥离型
纳米复合材料。但是其缺点是不易寻找合适的溶剂,而且大多需添加第2种溶剂来分散蒙脱土,溶剂回收困难,对环境不利。本文优选BR 实际生产中采用的在6#溶剂油中分散良好的有机蒙脱土,在不添加第2种分散溶剂的情况下,采用溶液插层法制备了BR/有机蒙脱土(OM MT )纳米复合材料,并将该纳米复合材料与天然橡胶(NR)在双辊开炼机上混合,制得了BR/N R/OM MT 纳米复合材料,并对该复合材料的微观结构及物理性能进行了研究。1 实验1.1 原材料
顺丁胶液,质量分数为23%,齐鲁石化股份有限公司;6#溶剂油,齐鲁石化股份有限公司;有机蒙脱土,实验室自制;天然橡胶,3号标准胶,泰国;其他配合剂均为市售工业产品。
1.2 纳米复合材料的制备
将分散在6#溶剂油中的有机蒙脱土按照一定比例(0,4%,8%,12%,16%)加入到顺丁胶液中配成均匀溶液,在一定温度下水浴搅拌30min,挥发溶剂,真空干燥至恒重,即制得BR/OM MT 复合材料;将纳米复合材料与等重的天然橡胶在双辊开炼机上混炼约15m in,加入配合剂混炼均匀,在平板硫化机上143 下硫化25m in 。
硫化配方:BR/NR (50/50),100;SA,1;ZnO,5;防4010NA,1;M,0.75;S,2.5。
14 特种橡胶制品第29卷 第2期
1.3 性能测试与表征
TEM :样品硫化后用环氧树脂包埋,用超薄切片机切片,在T EM -2000EX 型透射电镜(日本JEOL 公司生产)上观察。
力学性能:按GB/T 528-1998,GB 530-1981在DXLL-50000型电子拉力试验机(上海市德杰仪器设备有限公司生产)上测试试样的拉伸性能和撕裂强度,拉伸速度为500mm/m in 。
阿克隆磨耗:将测试样条粘在测试胶辊上,预磨600转,称量其质量为M 0;然后磨耗3416转(1.61km),称量其质量为M 1;磨耗体积V =(M 0-M 1)/ 。
耐溶剂性能:按GB7763-1987,将胶片裁成边长2.5cm 的正方形试样,称其质量,采用3#标准油浸泡,每隔1h 称其质量,连续测试8h 。溶胀指数S I =M n /M 0(n =0,1,2 )2 结果与讨论
2.1 纳米复合材料的微观结构
图1为BR/NR/OM M T 纳米复合材料的透射电镜照片。图1中白色区域为橡胶基体,而分布在其中的黑线为蒙脱土片层。图中显示蒙脱土片层在橡胶基体中均匀分散,没有大的团聚体存在,而且蒙脱土片层与橡胶基体之间界面模糊,说明有机蒙脱土与橡胶的相容性很好。图1(a)中蒙脱土片层呈 细丝 状无序分散在橡胶基体中,蒙脱土片层已剥离成单片状且分散均匀,说明制得了剥离型纳米复合材料。图1(b)在低放大倍数下观察了蒙脱土的分散状况,图中蒙脱土片层分散均匀,长度都在500nm 以下,而且绝大多数都小于200nm [8]
。
(a)100nm (b)500nm
图1 BR /NR /OMMT 纳米复合材料的TEM 照片
本实验室曾采用溶液插层法制得了一种插层型BR/OMM T 纳米复合材料
[9]
,而此次试验中
OM M T 在BR/NR 中发生剥离,蒙脱土片层基本处于无序状态,其在BR/NR 中的分散优于插层型BR/OMM T 复合材料。分析认为,BR 橡胶的流动性能极佳,在机械加工时受到的剪切力较小,难以使已经插层的蒙脱土发生剥离;而与NR 复合后,材料的流动性能下降,机械加工过程中受到较大的剪切力,使得BR 橡胶中已插层的蒙脱土片层发生剥离。
2.2 纳米复合材料的力学性能
OM M T 用量对BR/NR/OM M T 纳米复合材料力学性能的影响见表1。
表1 BR /NR /OMMT 纳米复合材料的力学性能
蒙脱土用量,份300%定伸应力,M Pa 500%定伸
应力,MPa 拉伸强
度,M Pa 撕裂强
度,kN/m 拉断伸
长率,%0 1.29 2.58 6.0217.557062 2.72 4.687.8920.135594 2.797.319.8726.345536 2.817.5111.7226.755798
3.09
7.81
14.07
28.79
602
由表1可知,与未添加OM MT 的BR/NR 硫化胶相比,BR/NR/OM M T 纳米复合材料具有较高的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度。分析认为,OM M T 在BR/NR 基体中为纳米级分散,分散相具有较大的形变系数和比表面积,同时蒙脱土用量的增加使得蒙脱土片层的分布密度增加,所以在蒙脱土用量仅为6份时,复合材料力学性能就成倍增加,其拉伸强度值由6.02M Pa 增加到11.72M Pa,500%定伸应力由2.58MPa 增加到7.51MPa,显示了蒙脱土低填充高补强的特点。
从表1中可看出,加入蒙脱土后,纳米复合材料的定伸应力增加较大,但拉断伸长率有一定的降低,而插层型BR/OM MT 纳米复合材料的定伸应力和拉断伸长率都随着蒙脱土用量的增加而增大
[9]
。分析认为,定伸应力反映的是材料在小
形变下抵抗外力的能力,主要体现填料对大分子链的限制能力,填料的限制能力越强,材料的定伸应力越大。当向BR/OM M T 复合材料中添加拉伸结晶的NR 后,OMM T 片层在橡胶基体中达到纳米级分散且发生剥离,无序分布在橡胶基体
中。OM M T 的加入大大限制了大分子链的运动和NR 的拉伸结晶,使得复合材料受到外力时难以发生蒙脱土片层的取向滑移,所以BR/NR/OM M T 纳米复合材料在定伸应力增加的同时拉
2008年 谷 正等 顺丁橡胶/天然橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料的研究15
断伸长率有一定的降低。2.3 纳米复合材料的耐溶剂性能
图2是BR/NR/OM M T 纳米复合材料的溶胀指数随时间变化的曲线。
由图2可知,纳米复合材料的溶胀指数S I 先随时间的延长而增大。当延长到一极限值后曲线趋于平缓。在浸泡时间相同时,BR/N R/OMM T 纳米复合材料的溶胀指数要小于纯BR/NR 橡胶的溶胀指数,且溶胀指数S I 随着蒙脱土用量的增加依次减小。
分析认为,蒙脱土片层独有的结构起到了阻隔层作用,在橡胶基体中均匀分散的蒙脱土可以有效地阻隔油类分子向橡胶基体扩散。同时由于蒙脱土片层在橡胶中形成了网状交联结构,延缓了油类分子向橡胶基体的迁移速度,降低了复合材料的溶胀指数。所以BR/NR/OM M T 纳米复
合材料具有优异的耐溶剂性能。
图2 纳米复合材料溶胀指数SI 随时间的变化
2.4 纳米复合材料的耐磨耗性能
表2是BR/NR/OM M T 纳米复合材料的磨耗性能。
由表2可知,随着蒙脱土用量的增加,复合材料的磨耗体积先下降,当蒙脱土用量大于6份时又逐渐增大,但纳米复合材料的磨耗体积均小于纯BR/NR 硫化胶的磨耗体积。
分析认为,蒙脱土的加入会阻止材料裂纹的扩展,降低其摩擦系数,提高复合材料的磨耗性能。磨耗过程中存在动态生热,橡胶内部热量的聚集必会加速分子链的断开,导致其磨耗性能下降[10]。在蒙脱土用量较低时,磨耗过程中的热积累比较小,所以复合材料的磨耗体积随蒙脱土用量的增加而明显降低;当蒙脱土用量大于6份时,后期的热积累不可忽略,同时随着蒙脱土用量的增加,复合材料中应力集中点增加,可能存在较大
的蒙脱土片层聚集体,使得复合材料的磨耗体积增加。笔者认为,在蒙脱土填充量不是很大时,磨耗过程中的热积累为非主导因素。既使复合材料的磨耗体积有所增加,但仍小于纯硫化胶的磨耗体积,即BR/NR/OMM T 纳米复合材料具有良好的耐磨耗性能。
表2 BR /NR /OMMT 纳米复合材料的耐磨耗性能
蒙脱土用量,份
2468磨耗体积,cm 3/1 61k m 0.72
0.55
0.20
0.34
0.39
3 结 论
采用溶液插层法与机械混炼法相结合制得了剥离型BR/NR/OM MT 纳米复合材料,蒙脱土片层在橡胶基体中达到了纳米级分散,大部分蒙脱土在橡胶基体中剥离;力学性能测试结果表明,BR/NR/OM MT 纳米复合材料具有优异的力学性能;OMM T 的加入提高了复合材料的定伸应力,同时降低了复合材料的拉断伸长率;BR/NR/OM M T 纳米复合材料具有优异的耐溶剂性能和磨耗性能。
参考文献:
[1] 王冰,宗成中.NR/共沉型聚丁二烯橡胶并用胶性能研究
[J ].橡胶工业,2005,52(1):36~37.
[2] Kim J T ,Lee D Y,Oh T S ,et a1.Characteristics of nitrile
-butadiene ru bber layered silicate nanocompos ites w ith si lan e cou pling agent [J].J ou rnal of Applied Polym er Sci ence,2003,89(10):2633~2640.
[3] Yen V,Jam es M.Clay nanolayer reinforcement of cis-1,4
-p olyisopren e and epoxidized natural ru bber[J ].J ou rnal of Applied Polymer S cien ce,2001,82(6):1391~1399.[4] Alexander B,M organ L,Richard H,et al.Flam mab ility
of polystyrene layered silicate (clay)n anocom posites Car bonaceou s charformation [J].Fire M aterial,2002,26(2):247~253.
[5] Ch angw oon N,H yune J,Joon g H L,et a1.Barrier p rop
erty of clay/acrylonitrile-b utadiene copolymer nanocom posites[J ].Polymer Advanced T echnology,2002,13(3):649~652.
[6] Liao M ingyi,Zhu J iedong,Zh ang Ch unqing,et al.Prepa
ration of b utadiene/m on tm orillonite n anocom posites b y in situ p olymeriz ation[J].C hina Synth etic Rubber Indu stry,2002,25(3):176.
[7] 王韶辉,彭宗林,张勇,等.BR/有机蒙脱土纳米复合材料的
结构与性能研究[A].中国化工学会橡胶专业委员会 2004年国际橡胶会议论文集[C] 北京:化学工业出版社,264~270.
[8] 王立,孙翠华,李培耀.丁腈橡胶/粘土纳米复合材料的阻
16
特种橡胶制品第29卷 第2期
燃性研究[J].特种橡胶制品,2006,27(6):19~22.
[9] 宋国君,谷正,李培耀,等.溶液插层法制备顺丁橡胶/有机
蒙脱土纳米复合材料的结构与性能[J].化工新型材料, 2007,35(2):37~39.[10] 王益庆,张惠峰,吴友平,等.累托石/丁腈橡胶纳米复合材
料的结构与性能[J].合成橡胶工业,2005,28(3):187~
190.
Study on BR/NR/OMMT Nanocomposites
G U Zheng,SON G Guo j un,WA N G Bao j in,WAN G H ai long,WA N G Shu long
(Qing dao U niv ersity,Q ingdao 266071,China)
Abstract:BR/NR/OMM T nanocomposites w ere prepared by so lution intercalatio n and tw o ro ll blending.T he structure of nanoco mposite w as characterized by TEM.T he mechanical properties, w earing properties and so lvent resistance w ere also investigated.T he results of TEM show ed that the OM M T layers w ere w ell dispersed in the BR/NR m atrix,the BR/NR/OM M T nanoco mposite w as an ex foliated https://www.doczj.com/doc/4717197469.html, pared w ith BR/NR co mposite,the BR/NR/OM MT nanocomposite had ex cellent m echanical properties,ex cellent abrasion r esistance and solvent resistance.
Key words:OM M T;nanocomposite;w earing proper ties;so lvent resistance
罗地亚公司拟在华
建设世界级白炭黑厂
据行业报刊介绍,罗地亚公司计划在中国建设一座世界级规模的白炭黑厂,重点生产用于低滚动阻力轮胎的高性能白炭黑,以满足不断增长的环保轮胎产品的需求。目前,罗地亚公司在青岛已有一家生产白炭黑的工厂,据说,该公司新建的工厂仍将落户青岛。
另外,罗地亚公司是全球高性能白炭黑生产的领先企业,在全世界一共有7个生产企业,分别设在法国,意大利,委内瑞拉,巴西,韩国,美国和中国。
马来西亚Bhd集团2007年利润大增
在过去的2007年里,全球最大的橡胶手套制造商 马来西亚Bhd集团获得净利润1.03亿马来西亚元,比2006年的净利润额(7840亿马来西亚元)增加了近31%,税前利润从9180亿马来西亚元增至1.18亿马来西亚元,销售收入增长了24%,从9.93亿马来西亚元增至12.28亿马来西亚元。该公司认为,2007年度较高的销售额和利润增长得益于不断扩大产能和完善的质量控制体系。
米其林推广冬季轮胎概念
在北美和欧洲地区,冬天换用冬季轮胎已被人们普遍接受,并成为冬季行车安全的重要保障。而在中国,人们对冬季轮胎的认识和使用才刚刚起步。2004年,米其林公司将X-ICE冬季轮胎引入中国,其目的是将冬季冰雪路面安全驾驶理念带给中国消费者。今年元月份,该公司在哈尔滨举行了X-ICE冬季轮胎试驾,试乘体验活动,目的在于进一步推广其冬季轮胎概念。
据称,米其林X-ICE冬季轮胎可在冬季路面上提供更好的刹车性能和操控性能,而且还可以在冰雪路面上增强车辆牵引力,提供更高的安全保障。
普利司通新冰雪专用轮胎上市
据行业资料介绍:普利司通日前推出了BLIZZK系列化冰雪路面专用轮胎WS60。该型轮胎是在其原有的橡胶发泡技术的基础上,将发泡橡胶中的部分小气泡连在一起形成气泡室来吸收冰雪路面上的积水,使轮胎胎面与冰雪路面更加紧密地结合,同时还在气泡室内侧加入了一种超强抓地粒子,提高了胎面抓着力,使细缝花纹总长度更长,并且设计成立体结构,提高了花纹块的刚性,起到了增大接地面积和摩擦力的作用。
智能复合材料最新研究进展与发展趋势 1.绪论 智能复合材料是一类能感知环境变化，通过自我判断得出结论，并自主执行相应指令的材料，仅能感知和判断但不能自主执行的材料也归入此范畴，通常称为机敏复合材料。智能复合材料由于具备了生命智能的三要素：感知功能(监测应力、应变、压力、温度、损伤) 、判断决策功能(自我处理信息、判别原因、得出结论) 和执行功能(损伤的自愈合和自我改变应力应变分布、结构阻尼、固有频率等结构特性) ，集合了传感、控制和驱动功能，能适时感知和响应外界环境变化，作出判断，发出指令，并执行和完成动作，使材料具有类似生命的自检测、自诊断、自监控、自愈合及自适应能力，是复合材料技术的重要发展。它兼具结构材料和功能材料的双重特性。 在一般工程结构领域，智能复合材料主要通过改变自身的力学特性和形状来实现结构性态的控制。具体说就是通过改变结构的刚度、频率、外形等方面的特性，来抑制振动、避免共振、改善局部性能、提高强度和韧性、优化外形、减少阻力等。在生物医学领域，智能复合材料可以用于制造生物替代材料和生物传感器。在航空航天领域，智能复合材料已实际应用于飞机制造业并取得了很好的效果，航天飞行器上也已经使用了具有自适应性能的智能复合材料。智能复合材料在土木工程领域中发展也十分迅速。如将纤维增强聚合物（FRP）与光纤光栅（OFBG）复合形成的FRP—OFBG 复合筋大大提高了光纤光栅的耐久性。将这种复合筋埋入混凝土中，可以有效地检测混凝土的裂纹和强度，而且它可以根据需要加工成任意尺寸，十分适于工业化生产。本文阐述了近年来发展起来的形状记忆、压电等几种智能复合材料与结构的研究和应用现状，同时展望了其应用前景。 2.形状记忆聚合物（Shape-Memory Polymer）智能复合材料的研究 形状记忆聚合物（SMP）是通过对聚合物进行分子组合和改性，使它们在一定条件下，被赋予一定的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状并将其固定变形态。如果外部环境以特定的方式和规律再次发生变化，它们能可逆地恢复至起始态。至此，完成“记忆起始态→固定变形态→恢复起始态”的循环，聚合物的这种特性称为材料的记忆效应。形状记忆聚合物的形变量最大可为200％，是可变形飞行器
国内天然橡胶产业发展状况 一、我国天然橡胶资源情况 （一）植胶土地资源 根据全国种植业区划，我国橡胶宜植土地主要分布在海南岛，广东雷州半岛及阳江、揭阳、恩平等，云南西双版纳、瑞丽、河口、临沧、普洱及文山部分地区，广西防城、合浦等，福建漳州等区域，面积约1600万亩（不含农耕地和森林保护区及油、糖等主要经济作物用地）。 宜胶区域 （二）我国现有胶园分布情况 截止2010年底，全国胶园面积为1539万亩，比上年增加83万亩，其中，海南省增加39万亩；云南省增加44万亩；广东、广西和福建省（区）与上年持平。 全年生产天然橡胶66万余吨，其中海南省生产33万吨；云南生产32万吨；广东省生产1.4万吨，广西和福建生产400吨。
全国平均单位面积产量76.1公斤/亩，云南省胶园单产水平达101.5公斤/亩，为全国之首。 二、我国天然橡胶产业效益 （一）经济社会效益 农垦植胶的主力军。60年来，海南、云南和广东农垦植胶区安置了大量的复员、退伍、转业官兵、归难侨以及下乡知青等人员，建或150多个植胶农场，带动了30多万植胶农户，现己形成300多万从业人口的天然橡胶产业。在增强民族团结、繁荣边疆经济、维护社会稳定等诸方面都发挥了重要作用。 在我国天然橡胶主产区，天然橡胶产业已经成为促进当地经济发展、增加农民和农场职工增收的支柱型产业，目前，海南省天然橡胶产值已占农业生产总值的14%，其中海南农垦天然橡胶产值占其农业生产总值的57%。云南省天然橡胶产值占农业生产总值的6.8%，其中云南农垦天然橡胶产值占其农业生产总值的83%。广东省农垦集团天然橡胶产值占其农业生产总值的15%以上。 （二）生态效益 科学研究表明，橡胶种植园是一种稳定、可持续的生态系统。 据研究，每公顷的橡胶园在一个生命周期25年里可固定318.7吨大气中的碳，而每公顷的热带山地雨林生态系统每年碳固定量只有1.366吨，明显低于橡胶园的二氧化碳固定量。 2008年国际天然橡胶生产国联合会年会呼吁，把天然橡胶林作为森林碳储备量进行碳市场 交易；据研究统计，在海南农垦植胶区，如将天然林生态价值转移成橡胶林，其社会经济与生态价值的比值是1:21.25。 橡胶产业的发展还彻底改变了少数民族“刀耕火种”“游耕轮歇”、“毁林种粮”的旧习，有效减少了当地居民砍林、毁林的现象。如西双版纳约1/3的人口住在山区、半山区，以前每年要砍伐大量森林种粮，且种上几年后就丢荒另开新地，形成占山区60%耕地的轮歇地，水、土、肥流失严重。 今天，农民在轮歇地上种植了橡胶树，既为他们带来了收入，又绿化了边疆和山区的荒山，实现了生态效益与社会效益同步发展的良性循环。
复合材料学报第35卷 第5期 5月 2018年Acta Materiae Com p ositae Sinica Vol .35No .5Ma y 2018 DOI :10.13801/j .cnki.fhclxb.20170814.004收稿日期:2017-05-19;录用日期:2017-07-16;网络出版时间:2017-08-14 15:39网络出版地址:htt p s ://doi.or g /10.13801/j .cnki.fhclxb.20170814.004基金项目:有机功能分子合成与应用教育部重点实验室开放基金(2016-KL -011)通讯作者:张玉红,博士,教授,硕士生导师,研究方向为有机-无机杂化材料与功能高分子 E -mail :zhan gy uhon g @https://www.doczj.com/doc/4717197469.html, 引用格式:方正平,殷俊,张玉红,等.还原氧化石墨烯/天然橡胶-丁腈橡胶复合材料的制备与性能[J ].复合材料学报,2018,35(5):1253-1259.FANG Zhen gp in g ,YIN Jun ,ZHANG Yuhon g ,et al.Manufacture and p ro p erties of reduced g ra p hene oxide /natural rubber -nitrile butadiene rubber com p osites [J ].Acta Materiae Com p ositae Sinica ,2018,35(5):1253-1259(in Chinese ).还原氧化石墨烯/天然橡胶- 丁腈橡胶复合材料的制备与性能 方正平,殷俊,张玉红*,何培新 (湖北大学化学化工学院功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室有机化工新材料湖北省协同创新中心,武汉430062)摘 要: 采用水合肼还原氧化石墨烯(GO )制备了还原氧化石墨烯(RGO ) ,以RGO 作为分散介质加入到天然橡胶(NR )和丁腈橡胶(NBR )基体中,通过乳液共混法制备了RGO /NR -NBR 复合材料三采用FTIR 二Raman 二XRD 及SEM 等手段表征了RGO 的结构和形貌,测试结果表明,水合肼还原GO 效果较好,基本除去含氧官能团,同 时RGO 还保留了GO 的片层结构三RGO /NR -NBR 复合材料的SEM 测试结果显示,纳米尺寸的RGO 均匀分散 在橡胶基体中,且复合材料的拉伸断面粗糙程度显著增加三RGO /NR -NBR 复合材料的硫化性能测试结果表明,随RGO 的含量增加,复合材料的交联密度二最大扭矩及扭矩差均增大三RGO /NR -NBR 复合材料的力学性能随 RGO 含量的增加而提高,当RGO 含量为3.0%时,材料的拉伸强度二100%定伸强度和邵氏硬度分别提高了 65.7%二90.3%和21.1%,断裂伸长率降低了13.1%三关键词: 还原氧化石墨烯(RGO );天然橡胶(NR );丁腈橡胶(NBR );乳液共混;力学性能中图分类号: TQ333 文献标志码: A 文章编号: 1000-3851(2018)05-1253-07Manufacture and p ro p erties of reduced g ra p hene oxide /natural rubber -nitrile butadiene rubber com p osites FANG Zhen gp in g ,YIN j un ,ZHANG Yuhon g *,HE Peixin (Hubei Collaborative Innovation Center for Advanced Or g anic Chemical Materials ,Ministr y -of -Education Ke y Laborator y for the Green Pre p aration and A pp lication of Functional Materials ,Colle g e of Chemistr y and Chemical En g ineerin g ,Hubei Universit y ,Wuhan 430062,China )Abstract : Reduced g ra p hene oxide (RGO )was s y nthesized via chemical reduction of g ra p hene oxide (GO )with h y -drazine h y drate.B y addin g RGO in blendin g s y stem of the natural rubber (NR )and nitrile butadiene rubber (NBR ) ,the RGO /NR -NBR com p osites were p re p ared b y latex co -coa g ulation method.The structure and mor p holo gy of RGO were anal y zed b y FTIR ,Raman s p ectrosco py ,XRD and SEM.The results show that ox yg en functional g rou p can be removed b y the reduction of GO with h y drazine h y drate ,meanwhile ,RGO has maintained the monola y er structure of GO.SEM ima g es of RGO /NB -NBR com p osites indicate that RGO is homo g eneousl y dis p ersed in com - p osites and the stretchin g section of com p osites becomes rou g h obviousl y .Anal y sis on vulcanization characteristics indicate that the cross -linkin g densit y ,maximum tor q ue and tor q ue difference of the RGO /NR -NBR com p osite in -crease with the RGO mass fraction increasin g .The mechanical p ro p erties of RGO /NR -NBR com p sites have been g reatl y im p roved after the addition of RGO.When RGO /NR -NBR com p osites with 3.0%RGO ,the tensile stren g th ,tensile stren g th at 100%elon g ation and the shore A hardness of RGO /NR -NBR com p osites increase b y 65.7%,90.3%and 21.1%,res p ectivel y ;the elon g ation at break decreases b y 13.1%. Ke y words : reduced g ra p hene oxide (RGO );natural rubber (NR );nitrile butadiene rubber (NBR );latex co -coa g ula -tion ;mechanical p ro p erties 万方数据
聚合物/蒙脱土纳米复合材料 Polymer/ Montmorillonite Nanocomposites (姓名班级学号) 摘要：介绍了蒙脱土的结构和特点，以及什么是聚合物/蒙脱土纳米复合材料及其制备方法和分类。讨论了聚合物/蒙脱土纳米复合材料的性能特点和应用。聚合物/蒙脱土纳米复合材料具有优异的性能，是目前材料学科的研究热点之。 关键词：蒙脱土；聚合物纳米复合材料；制备分类；性能应用 一、综述 纳米复合材料的概念最早是由Rustun Roy于1984年提出的，它是指分散相尺寸至少有1种小于100 nm 的复合材料[1]。由于纳米粒子有独特的“表面效应”、“体积效应”和“量子效应”，使纳米复合材料表现出独特的化学和物理性质，因此引起了人们的广泛关注。 聚合物基纳米复合材料包括聚合物基有机纳米复合材料和聚合物基无机纳 米复合材料。聚合物基无机纳米复合材料是集有机组分和无机纳米组分于一体的新型功能高分子材料。目前，聚合物基无机纳米复合材料的制备方法主要有3种：即溶液-凝胶法、嵌入法和纳米微粒填充法[2]。 聚合物/蒙脱土纳米复合材料是目前新兴的一种聚合物基无机纳米复合材料。与常规复合材料相比，具有以下特点：只需很少的填料 <5% (质量分数)，即可使复合材料具有相当高的强度、弹性模量、韧性及阻隔性能；具有优良的热稳定性及尺寸稳定性；其力学性能有优于纤维增强聚合物系，因为层状硅酸盐可以在二维方向上起增强作用；由于硅酸盐呈片层平面取向，因此膜材有很高的阻隔性；层状硅酸盐蒙脱土天然存在有丰富的资源且价格低廉。故聚合物/蒙脱土纳米复合材料成为近年来新材料和功能材料领域中研究的热点之一。 二、蒙脱土的结构和性能 纳米蒙脱土系蒙皂石粘土（包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土）经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25 nm，蒙脱石含量大于 95%。具有良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加（通常采用螺杆共混）。 蒙脱土的化学式为：M n+x/n[Al4.0-xMg x](Si8.0)O20(OH)4·yH2O，属于2:1型层状硅酸盐，即每个单位晶胞由2个硅氧四面体晶片间夹带一个铝氧八面体晶片构成三明治状结构[3]，二者之间靠共用氧原子连接，每层厚度约为1 nm。
《复合材料学》课程论文 题目：磁电复合材料的研究进展 学生姓名：李名敏 学号： 051002109 学院：化学工程学院 专业班级：材料化学101 电子邮箱： 904721996@https://www.doczj.com/doc/4717197469.html, 2013年 6 月
磁电复合材料的研究进展 摘要：本文介绍磁电复合材料的研究现状和合成工艺，讨论了磁电复合材料性能的影响因素，最后提出了其目前存在的问题及对今后的展望。 关键词：磁电复合材料铁电相铁磁相纳米材料合成工艺性能 1 引言 材料在外加磁场作用下产生自发极化或者在外加电场作用下感生磁化强度的效应称为磁电效应，具有磁电效应的材料称为磁电材料[1]。而磁电复合材料，它由两种单相材料—铁电相与铁磁相经一定方法复合而成。磁电复合材料的磁电转换功能是通过铁电相与铁磁相的乘积效应实现的, 这种乘积效应即磁电效应。磁电复合材料不仅具有前者的压电效应和后者的磁致伸缩效应，而且还能产生出新的磁电转换效应。这种材料能够直接将磁场转换成电场，也可以把电场直接转换为磁场。这种不同能量场之间的转换一步而成，不需要额外的设备，因此转换效率高、易操作。磁电复合材料不但具有较高的尼尔和居里温度，磁电转换系数大等诸多优点，而且还可被用于微波、高压输电、宽波段磁探测，磁场感应器等领域，尤其是在微波泄露、高压输电系统中的电流测量方面有着很突出的优势。此外，磁电复合材料在智能滤波器、磁电传感器、电磁传感器等领域也潜在着巨大的的应用前景[2]。目前, 磁电复合材料作为一种非常重要的功能材料，已成为当今铁电、铁磁功能材料领域的一个新的研究热点。 2 磁电复合材料的研究现状 2.1 磁电复合材料的历史 1894年法国物理学家居里首先提出并证明了一个不对称的分子体在外加磁场的影响下有可能直接被极化，磁电材料概念就此被提出。随后，一些科学家又指出了从对称性角度来考虑，在磁有序晶体中可能存在与磁场强度成正比的电极化以及与电场强度成正比的磁极化即线性磁电效应。直到20世纪80年代，已经发现50多种具有磁电效应的化合物，以及几十种具有此性能的固溶体。虽然发现了一系列具有磁电效应的单相材料，而这类材料虽然既具有铁电性(或反铁电性)，又具有铁磁性(或反铁磁性)，然而这些材料的居里温度大都远远低于室温，并且只有在居里温度以下这些材料才会表现出微弱的磁电效应。当环境温度上升到居里温度以上时，磁电系数就迅速下降为零，磁电效应也就随之消失。因此，难以利用单相磁电材料开发出具有实际应用价值的器件。这些局限性使得材料科学工作者们又将目光转移到复合材料上，Van Suchtelen首先提出通过复合材料的乘积效应来获得磁电效应，为制备高性能磁电材料开辟了一条新途径。1978
Vol ．36，No ．2，2014 收稿日期：2014-01-18 *基金项目：沈阳市科技攻关计划项目：高耐磨橡胶关键技术研究与开发（编号：F11-002-2-00）。作者简介：袁霞（1975-），女，辽宁辽阳人，实验师，研究方向：橡胶材料及化学性能研究。 前言 弹性体橡胶材料缺乏结晶能力，分子间作用力 小，自由体积大，因而就包括强度、硬度、耐磨及疲劳等性能综合而言，绝大多数橡胶不经过补强是无法应用的[ 1 ]。众所周知，磨耗性能是橡胶制品的一项重要指标，与材料失效和制品的使用安全性密切相关。提高橡胶制品耐磨性，可以带来相当可观的经济效益和社会效益。为了提高橡胶材料的物理机械性能，并满足加工性能要求，需要对其进行改性处理。其中物理改性是最常用的方法，在物理改性技术中，填充改性占有极其重要的地位。 国内外学者在这方面已经进行了大量的研究。一些橡胶复合材料中的无机粒子材料如SiO 2、TiO 2、ZnO 、Al 2O 3、白炭黑、云母以及稀土颗粒等对橡胶的 抗老化及强度等性能有一定的改善[ 2,3 ]。但对于橡胶 作为轮胎的重要指标-耐磨性能改善不是很理想，其中碳系材料作为橡胶填料具有较好耐磨性。碳纳米材料相对于传统碳材料如炭黑、膨胀石墨等更具有提高耐磨等性能的潜力。如S.Cantoumet 等人[ 4 ]制备了碳纳米管增强的天然橡胶复合材料，并确定碳纳米管质量分数对所得复合材料形变的影响。随着碳纳米管含量的增加，原刚度上升，大应变处产生的刚性增加。添加碳纳米管也使得拉伸强度和断裂伸长提高。Xiangwenzhou 等人[ 5 ]采用喷雾干燥法分别制备了碳纳米管和炭黑填充丁腈粉末橡胶复合材料。粉末颗粒细小圆整，平均直径为10~15μm 。实验结果，碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的动态力学性能和基本力学性能优于炭黑/丁苯橡胶复合材和纯丁苯橡胶材料。断裂结构证实碳纳米管和橡胶 天然橡胶复合材料制备及力学性能研究* 袁霞1，许健2，安玉良1*，于万年2，韩德仁2 （1.沈阳理工大学材料学院，辽宁沈阳1101591；2.中橡集团沈阳橡胶研究设计院，辽宁沈阳110021） 摘要：分别以白炭黑、碳纳米管、碳微球及石墨烯为增强剂，对天然橡胶复合材料的制备以及其力学性能进行研究。采用传统机械混炼法将复合材料进行混合，通过平板硫化机进行交联制备天然橡胶复合材料。分别考察不同增强剂的含量对橡胶复合材料力学性能的影响，找到最佳的添加量。分析了不同种增强剂对复合材料力学性能的影响规律，对其增强效果进行对比说明。采用电子万能拉伸测试仪、邵氏硬度计对复合材料的拉伸性能和硬度性能进行分析，结果表明:复合材料的力学性能随着炭微球、碳纳米管和石墨烯含量的增加而增加，随着白炭黑的含量的增加而减少，碳纳米管和石墨烯的增强效果较好。 关键词：天然橡胶；白炭黑；石墨烯；碳纳米管；炭微球；改性；复合材料 中图分类号：TQ 332.5 文献标识码：A 文章编号：1001-0017（2014）02-0104-04 Preparation and Mechanical Properties of Natural Rubber Composites YUAN Xia,XU Jian,AN Yu-liang,YU Wan-nian and HAN De-ren （（1.College of Material Science and Engineering,Shenyang Ligong University,Shenyang 110168,China;2.Shenyang Institutes of Rubber and Design,Chinese Rubber Corporation,Shenyang 110021,China ） Abstract ：The preparation and mechanical properties of natural rubber composite was carried out by using different kinds of enhancer such as white carbon black,carbon nanotube,carbon microsphere and https://www.doczj.com/doc/4717197469.html,ing traditional mechanical mixing method to mix the raw materials and then the composite was synthesized by heat condition on the plat sulfuration apparatus.The effects of the content of enhancer on mechanism perfor －mance of composite were investigated and then the optimized content of enhancer was obtained.The effects law of the content of enhancer on the ten －sile strength of composites was investigated.The general tensile tester and sclerometer were used to characterize the hardness and mechanism perfor －mance of the composites.The results showed the mechanism properties of composites became stronger with the increasing of the carbon microsphere,carbon nanotube and grapheme,and became weakness with the increasing of white carbon black.The carbon nanotube and grapheme were better en －hancers for the rubber. Key words ：Natural rubber;white carbon black;grapheme;carbon nanotubes;carbon microsphere;modified;composites 袁霞等，天然橡胶复合材料制备及力学性能研究104··
常熟理工学院学报（自然科学）Journal of Changshu Institute Technology （Natural Sciences ）第26卷第10Vol.26No.102012年10月Oct.,2012 收稿日期：2012-09-05 作者简介：季红梅（1982—），女，江苏启东人，讲师，工学硕士，研究方向：无机功能材料．水热合成Fe 2O 3/石墨烯纳米 复合材料及其电化学性能研究 季红梅1，于湧涛2，王露1，王静1，杨刚1 （1.常熟理工学院化学与材料工程学院，江苏常熟215500；2.吉林石化公司研究院，吉林吉林132021） 摘要：利用水热法成功合成了Fe 2O 3/石墨烯（RGO ）锂离子电池负极材料.导电性能良好的石墨烯网络起到连接导电性能极差的Fe 2O 3和集流体的作用.电化学性能测试表明，180℃下得到的 Fe 2O 3/RGO 具有良好的比容量和循环稳定性.在不同倍率充放电过程中，初始放电比容量为1023.6mAh/g （电流密度为40mA/g ），电流密度增加到800mA/g 时，放电比容量维持在406.6 mAh/g ，大于石墨的理论放电比容量~372mAh/g.在其他较高的电流密度下比容量均保持基本不变.该Fe 2O 3/RGO 有望成为高容量、低成本、低毒性的新一代锂离子电池负极材料.关键词：Fe 2O 3；石墨烯；负极材料中图分类号：TM911文献标识码：A 文章编号：1008-2794（2012）10-0055-05 自从P.Poizot [1]等报道过渡金属氧化物可以作为锂离子电池负极材料这一研究后，金属氧化物负极便逐渐引起人们的重视.铁的氧化物具有比容量大、倍率性能好和安全性能高等优点，且原料来源丰富、价格低廉、环境友好，因此是一类很有发展潜力的动力锂离子电池负极材料.Fe 2O 3作为一种常温下最稳定的铁氧化合物，理论容量为1005mAh/g ，远高于石墨类材料的理论比容量，已经成为锂离子电池负极材料的一个研究热点.近年来，石墨烯由于其高的电传导性，大的比表面积，良好的化学稳定性和柔韧性而被尝试用于与活性锂离子电池负极材料复合，提升材料的电化学性能.比如，Cui Y [2]课题组在溶剂热条件下两步法得到Mn 3O 4与石墨烯的复合材料，改善了Mn 3O 4的比容量和循环性能.Co 3O 4，Fe 3O 4等金属氧化物材料与石墨烯复合也有被研究，本课题组在石墨烯和金属氧化物材料复合方面也做了大量的工作[3].本文通过水热法一步合成Fe 2O 3/石墨烯纳米复合材料，并研究了其电化学性能，合成过程中采用三乙烯二胺提供反应的碱性环境，并控制Fe 2O 3的粒子生长.1 实验 1.1试剂和仪器 三乙烯二胺（C 6H 12N 2）；无水三氯化铁（FeCl 3）；石墨；硝酸钠（NaNO 3）；浓硫酸（H 2SO 4）；高锰酸钾（KMnO 4）；双氧水（H 2O 2）和盐酸（HCl ），以上试剂均为分析纯.实验用水为去离子水.日本理学H-600型透射电子显微镜；日本理学D/max2200PC 型X 射线衍射仪；德国Bruker Vector 22红外光谱仪；日本JEOL-2000CX 透射电镜；美国Thermo Scientific Escalab 250Xi 光电子能谱仪；LAND 电池
复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.doczj.com/doc/4717197469.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -
橡胶产业链研究 一、天然橡胶产业链特点及风险分析 我国天然橡胶产业领域和其他加工行业一样，主要分为上中下游三个组成部分。上游包括天然橡胶生产企业，在我国主要包括海胶集团、云南农垦、广垦集团这三大国企，以及遍布海南、云南、广东等地大大小小的民营天然橡胶种植加工企业。我国天然橡胶产业中游主要是大大小小的橡胶贸易企业。国内天然橡胶的贸易和其他大宗商品如铜、钢材等就定价原则来说有很大不同。天然橡胶虽然也为大宗商品，但其贸易中的定价仍旧以传统一对一询价为主，这与有色金属和钢材明显不同——金属现货往往比较权威的集中定价市场。天胶产业链的下游主要是涉及天然橡胶消费的橡胶制品业及以汽车行业为代表的终端消费企业。橡胶制品业主要包括轮胎、胶带、胶鞋、医疗器械等，其中轮胎行业是其中最主要的天然橡胶消费行业。 对于天胶种植及加工企业来说，最大的风险时面临天胶销售价格下滑。在人工成本和种植成本相对固定的情况下，销售价格的下滑会导致企业利润的下滑和胶农收入的减少，从而影响天胶种植及加工企业发展。例如2008年受金融危机影响，国际原油价格出现急挫，世界金融市场陷入低迷状态，投机者纷纷抛售橡胶期货，使橡胶价格大幅回落。农垦橡胶加工企业干胶生产成本与销售价格倒挂；民营橡胶加工企业保本经营，生产的干胶大量库存，胶农收入锐减。 天然橡胶的下游行业主要包括各种类型的橡胶制品业，这主要又包括轮胎制造业和非轮胎制品业。轮胎制造业无需太多介绍，而非轮胎制造业则主要包括：胶管胶带、胶鞋、气球等。 近年来，中国非轮胎橡胶制品行业的快速发展，大大拉动了市场对丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶等合成橡胶的需求量。但由于产能的限制，中国生产的三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等无论在产量还是性能方面，都不能满足市场要求，每年进口量仍然很大。 橡胶制品业大部分属于劳动密集型行业，附加值不高，天然橡胶的原材料成本通常约占50%左右，原料价格的波动直接影响到企业的利润及行业的竞争力。在天胶价格急剧上涨过程中，橡胶制品的生产成本急剧上涨，而成本转嫁给下游的终端消费企业需要较长的时间周期，这将会造成橡胶制企业盈利能力的下滑，从而影响企业的良性发展。在市场不景气时，企业的采购成本虽然会降低，但由于下游的消费放缓，同产企业会降低产能，这时企业的常备周转库存有跌价减值的风险，但这对于那些库存合理的橡胶制品企业影响不大。 在天然橡胶产业链中，处于生产和消费环节中间的就是为数众多的橡胶贸易企业。从我们实际考察看来，国内天然橡胶的贸易和其他大宗商品如铜、钢材等就定价原则来说有很大不同。天然橡胶虽然也为大宗商品，但其贸易中的定价仍旧以传统一对一询价为主，这与有色金属和钢材明显不同——金属现货往往有个比较权威的集中定价市场——有色金属主要有长江有色市场，钢材主要有上海钢材电子市场。虽然如今信息化和电子化的发达直接导致天然橡胶各贸易商报价在任一时段都趋向于高度一致，正常的贸易很难带来利润空间。贸易商利润的主要来源还是依靠“做行情”，即在相对价格相对低位囤货，在市场价格相对高位卖出。依靠“做行情”的贸易方式在市场发生极端变化时必然存在较大的风险，例如在金融危机时就出现了大量的贸易商和少数轮胎厂违约事件。 二、天然橡胶期货对橡胶产业链的影响 目前国际主要的天然橡胶期货交易场所包括上海期货交易所、东京工业品交易所、新加坡商品交易所。虽然都交易橡胶期货，但这三个交易所的标的物却不完全相同。上海期货交易所天然橡胶期货的交割标准品全乳胶（SCRWF）和进口3号烟片胶（RSS3）。在国内天
高分子／石墨烯纳米复合材料研究进展 高秋菊１，夏绍灵１，２＊ ，邹文俊１，彭 进１，曹少魁２ （１．河南工业大学材料科学与工程学院，郑州 ４５０００１；２．郑州大学材料科学与工程学院，郑州 ４５００５２ ）收稿：２０１２－０１－０９；修回：２０１２－０４－ ２４；基金项目：郑州科技攻关项目（０９１０ＳＧＹＧ２３２５８－ １）；作者简介：高秋菊（１９８４—），女，硕士研究生，主要从事高分子复合材料的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｑｉｕｊ ｕ２００８＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ；＊通讯联系人，Ｔｅｌ：０３７１－６７７５８７２２；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈａｏｌｉｎｇ ＿ｘｉａ＠ｈａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ． 摘要： 石墨烯以其优异的力学、光学、电学和热学性能，得到日益广泛的关注和研究。本文介绍了石墨烯的结构、性能和特点，并对石墨烯的改性方法进行了概括。本文着重综述了高分子／石墨烯纳米复合材料的研究现状和进展，并介绍了高分子／石墨烯纳米复合材料的三种制备方法，即原位插层聚合法、溶液插层法和熔融插层法。此外，还对高分子／石墨烯纳米复合材料的应用前景进行了展望，并对石墨烯复合材料研究存在的问题和未来的研究方向进行了讨论。 关键词：石墨烯；高分子；纳米复合材料；研究进展 引言 石墨烯是以ｓｐ２ 杂化连接的碳原子层构成的二维材料， 其厚度仅为一个碳原子层的厚度。这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”，被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、最有韧性的新型材料。石墨烯具 有超高的强度，碳原子间的强大作用力使其成为目前已知力学强度最高的材料。石墨烯比钻石还坚硬， 强度比世界上最好的钢铁还高１００倍［１］ 。石墨烯还具有特殊的电光热特性， 包括室温下高速的电子迁移率、 半整数量子霍尔效应、自旋轨道交互作用、高理论比表面积、高热导率和高模量、高强度，被认为在单分子探测器、集成电路、场效应晶体管等量子器件、功能性复合材料、储能材料、催化剂载体等方面有广泛 的应用前景［ ２］ 。石墨烯是一种疏松物质，在高分子基体中易团聚，而且石墨烯本身不亲油、不亲水，在一定程度上也限制了石墨烯与高分子化合物的复合，尤其是纳米复合。因而，很多学者对石墨烯的改性进行了大量的研究，以提高石墨烯和高分子基体的亲和性，从而得到优异的复合效应。 １ 石墨烯的改性方法 １．１ 化学改性石墨烯 该方法基于改性Ｈｕｍｍｅｒｓ法［３］ 。首先，由天然石墨制得石墨氧化物， 再通过几种化学方法获得可溶性石墨烯。其化学方法包括：氧化石墨在稳定介质中的还原［４］、通过羧基酰胺化的共价改性［５］ 、还原氧化石墨烯的非共价功能化［ ６］、环氧基的亲核取代［７］、重氮基盐的耦合［８］ 等。此外，还出现了对石墨烯的氨基化［９］、酯化［１０］、异氰酸酯［１１］ 改性等。用化学功能化的方法对石墨烯进行改性，不仅可以提高其溶解性 和加工性能，还可以增强有机高分子间的相互作用。１．２ 电化学改性石墨烯 利用离子液体对石墨烯进行电化学改性已见报道［１２］ 。用电化学的方法，使石墨变成用化学改性石 墨烯的胶体悬浮体。石墨棒作为阴极，浸于水和咪唑离子液的相分离混合物中。以１０～２０Ｖ的恒定电 · ７８· 第９期 高 分 子 通 报
1我国天然橡胶产业发展概况1.1 我国橡胶树引种与产业兴起 我国自１９０４年引种橡胶树以来，至今已有百 年橡胶栽培历史。据相关史料记载，最早引种当属云南干崖（今盈江）土司刀安仁１９０４年从新加坡引种橡胶苗到今云南省德宏傣族苗族自治州盈江县，并种植成功［１］。１９０６年爱国华侨何麟书在海南岛乐会县（今琼海市）崇文乡合口湾（今东太农场坡塘区１８队）建立琼安垦务公司（又称琼安胶园），开创了海南生产性种植橡胶成功的先河［２］。从１９０７年起，陆续有来自美国、加拿大、英国、西德、新加坡、马来西亚、泰国、印度尼西亚和我国香港等地的华侨来儋州投资创建橡胶种植园［３］。除了１９０７年我国华侨区幕颐和何子春从马来西亚引种橡胶苗４０００余株创办了著名的侨兴胶园，当时还陆续创建了天任、蔡惠、联昌、万发、文明、民安、棠阴、许成、侨南、侨相等橡胶种植园［３］，儋州地区逐渐发展成为了我国的植胶中心。 从规模要求，严格准确地说，橡胶产业真正开始蓬勃发展起来是在新中国成立之后。新中国成立之初，国家急需发展国民经济建设，１９５０年朝鲜战争爆发，以美国为首联合一些国家对我国实行经济封锁和物资禁运，而天然橡胶属于禁运之列。为确保我国国民经济建设和国防建设的顺利开展， １９５１年８月３０日，中央人民政府政务院第１００次 会议作出《关于扩大培植橡胶树的决定》，党和国家相继组织广大科技人员对我国华南热区植胶环境条件和生长的橡胶树资源进行全面的勘查、研究及其利用工作。６０ａ过去了，我国植胶已形成海南、云南、广东３大基地，具有相当规模，累计生产干胶逾１０００万ｔ。为进一步发展天然橡胶产业，国务院办公厅于２００７年２月下发了《关于促进我国天然橡胶产业发展的意见》，国家农业部２００７年８月颁布实施了《全国天然橡胶优势区域布局规划 （２００８～２０１５年）》，２０１０年国务院办公厅下发了 《关于促进我国热带作物产业发展的意见》。作为天 中国天然橡胶产业现状及其发展建议① 祁栋灵② 王秀全 张志扬 黄月球 （中国热带农业科学院橡胶研究所/国家重要热带作物工程技术研究中心 海南儋州571737) 摘 要 从我国天然橡胶产业发展概况、产业的地位和作用，以及我国橡胶科技对植胶生产的推动作用等方面对中国天然橡胶产业发展现状进行了综述，并提出了促进我国天然橡胶产业发展提升的建议。关键词巴西橡胶树；天然橡胶产业；发展现状 分类号 Ｓ７９４．１ Current Situation of Chinese Natural Rubber Industry and Development Suggestions QI Dongling WANG Xiuquan ZHANG Zhiyang HUANG Yueqiu （Rubber Research Institute,CATAS /SETRCKTC ,Danzhou 571737,China) Abstract This paper analyzes general situation of development in Chinese natural rubber industry,the industrial status and role of Chinese natural rubber industry,as well as establish production impetus of Chinese rubber science &technology to rubber production,and putting forward some suggestions on how to improve Chinese natural rubber industry. Keywords Brazil rubber tree (Hevea brasiliensis );natural rubber industry ;current situation of development ①收稿日期：２０１２－１０－３０；责任编辑／黄艳；编辑部Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｄｎｋ＠１６３．ｃｏｍ。 ②祁栋灵（１９７９～），男，硕士，助理研究员，从事农业科技推广与技术经济合理性分析；Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｏｎｇｌｉｎｇｑｉ＠１６３．ｃｏｍ。 Vol．33,No．2 ２０１３年２月热带农业科学 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 第３３卷第２期 Feb ．2013７９－－
天然橡胶/石墨复合材料的制备 专业：高分子材料与工程 学生：--- 指导老师：---- 摘要：随着时代的进步，科技日新月异，新材料的开发成为了现阶段十分新型的发展领域，尤其以聚合物复合材料的发展尤为突出，在很多方面应用十分的广泛。在某些特殊领域如航空、电子工业要求材料具有良好的力学、电学性能，聚合物基复合材料具有很多材料所具有的综合性能，而又加工简单，成本低廉，具有十分开阔的研究领域和良好的研究价值。橡胶的应用尤为突出，作为一种新型材料，橡胶涉及到各行各业的发展，天然橡胶的改性成为这一时代研究的主题之一，本文主要论述的橡胶的力学性能的改性方面，特别是纳米材料对天然橡胶力学性能的改性，对橡胶力学性能的加强方面。本文采用的是石墨和碳纳米管对天然橡胶的力学性能改性进行了研究实验，进而得出石墨和碳纳米管对天然橡胶力学性能改性程度的结论。 关键词；天然橡胶、硫化、膨胀石墨、力学性能、复合材料、开炼机、碳纳米管。
34 Abstract：With the progress of The Times, science and technology changes with each new day, the development of new materials become of the present stage of development is very new areas, especially in the development of composite material, particularly prominent in many ways it is widespread application. In some special areas such as air, electronic industry requirements material has good mechanical and electrical performance, polymer-based composites have a lot of material is the comprehensive performance, and processing is simple, the cost is low, have very open field of study and good research value. The application of rubber, particularly prominent as a kind of new materials, rubber involves people from all walks of life development, natural rubber modified to be a one of the themes of The Times, this paper mainly discusses the mechanical properties of the rubber modified, especially nanometer materials on natural rubber mechanical properties of modified, mechanical properties of strengthening of rubber. This article USES the is graphite and carbon nanotubes for natural rubber mechanical properties of the research on the modification of the experiment, and a conclusion that the graphite and carbon nanotubes mechanical properties of natural rubber modified degree of conclusion. Key words; Natural rubber, vulcanization, expanded graphite, mechanical properties, composite materials, open mixing mill, carbon nanotubes.