橡胶纳米复合材料制备方法与性能研究进展.PDFVIP

第２８卷　第７期 甘肃科技 Ｖｏｌ２８　Ｎｏ７ ２０１２年４月 ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｒ　２０１２ 橡胶纳米复合材料制备方法及性能研究进展 王　宇，王富东 （兰州石化公司研究院，甘肃 兰州７３００６０） 摘　要：橡胶纳米复合材料的研究顺应了材料发展的必然规律，因其优异的性能而成为目前材料科学研究的热点。 综述了橡胶纳米复合材料的种类、制备方法及其结构与性能之间的关系。 关键词：橡胶纳米；复合材料；制备；结构与性能 中图分类号：ＴＢ３３２ 　　材料的复合是材料发展的必然规律，复合材料 １２　炭黑和白炭黑／橡胶纳米复合材料 是把金属、无机非金属、高分子等材料组合成一种多 作为纳米粉体，炭黑和白炭黑均具有纳米材料 相材料，从而赋予复合材料轻质高强以及其他的优 的大多数特性（如强吸附效应、自由基效应、电子隧 越的综合性能。同时复合材料还具有复合效应，即 道效应、不饱和价效应等）。根据纳米复合材料的 经过复合以后产生各原始组分所不具备的性能。因 定义，及炭黑和白炭黑的原生粒子以及它们在橡胶 此，在不少高技术领域，如航天、航空、信息等产业中 基质中的一次聚合体的尺寸，应当将炭黑和白炭黑 获得重要的应用。目前复合材料已与金属、无机非 增强橡胶归属为纳米复合材料的范畴。更严格地 金属、高分子并列为四大材料。 讲，应当是 Ｎ６６０级别以上的炭黑增强橡胶。也正 纳米复合材料是指分散相尺度至少在一维方向 因为如此，炭黑和白炭黑的高增强地位一直很难被 上小于 １００ｎｍ的复合材料，分散相可以是非晶质、 取代。尽管在橡胶基质中炭黑和白炭黑常以二次聚 半晶质、晶质或者兼而有之，可以是有机、无机或两 集体的形式存在，但这种聚集体是松散的物理结合 者都有。由于纳米粒子的小尺寸、大比表面积，使表 体，如同“密度”较大的星云，并逐渐向外弥散。虽 面原子数、表面张力和表面能随粒径的减小急剧增 然二次聚集体会对其增强性能产生不同导向和不同 加，从而具有显著的小尺寸效应、量子尺寸效应、表 程度的影响，但真正起作用的仍是其原生粒子和一 面效应和宏观量子隧道效应等，赋予材料许多新奇 次聚集体。另外，就目前报道的大多数纳米复合材 的特性和新的规律，为纳米复合材料的研究和应用 ［１，２］ 料而言，连续相中局部存在分散相的聚集体是非常 展示了广阔的前景 。对国内现有的橡胶纳米复 普遍的，如原位聚合法生成的黏土／尼龙６纳米复合 合材料的研究进展进行了综述，总结了材料的制备 材料，在分散相质量分数超过５％时，也很难做到黏 方法和性能特点。 土单晶层在整个基质中完全地、等间距地均匀分散， １　橡胶纳米复合材料 尽管晶层间距加大了，但仍以较紧密的单元分布在 ［３］ 尼龙６基质中 。最后，当用物理机械性能判断材 １１　黏土／橡胶纳米复合材料 黏土矿物是由硅氧四面体和铝氧八面体按比例 料是