Page 44 - 《CHINA RUBBER/PLASTICS INTELLIGENT MANUFACTURING AND ENV.PROTECTION》2018-7

节能环保新技术与产品 New Energy conservation and environmental protection equipment New Energy conservation and environmental protection equipment 节能环保新技术与产品

高长径比碳纳米管增强天然胶纳米复

合材料的制备、微观结构及电导率

Preparation，Microstructure and electrical Conductivity of high Aspect Ration Carbon
Nanotubesreinforced Natural Rubber Nanocomposites

前言 50~100μm，直径6~8μm），是在基材上一维生长制
机械混合与溶液混合是制备碳纳米管/天然橡胶 成，北京CNano技术有限公司产品。碳纳米管束中的
（CNT/NR）复合材料的两种主要方法。尽管这两种方 CNT相互平行，聚集体远少于传统CNT。它们之间的差
法能使碳纳米管充分分散在橡胶基质中，但在最终的 别如图1所示。十二烷硫酸纳（表面活性剂，AR）是北
生产中，这两种方法均有共缺点。前者会由于强剪切 京益力精细化学品有限公司产品。Tween80（乳化剂，
作用切断炭纳米管，而后者通过极端处理，比如超声 AR）是北京化工产品。其他化学试剂是市售品。
波、高速机械搅拌和浓酸处理会破坏炭纳米管。这两 CNT/NR复合材料的制备步骤如图2所示。将碳纳
种方法都破坏了碳纳米管的结构，碳纳米管产生较大 米管和表面活性剂溶液混合，然后用低功率超声波处
程度的破坏，很难制备分散好、长径比大的碳纳为复 理，用表面活性剂分子包围碳纳米管，然后用大功率
合材料。 超声波处理使碳纳米管彼此分离。最后获得良好分散
本文介绍一种用大长径比CNT制备CNT/NR复合材 的碳纳米管-表面活性剂混合物。之后，通过机械搅拌
料的方法。用特殊方法处理碳纳米管束，使碳纳米管 将分散体与NR乳胶混合。将胶料浇注到有机玻璃模型
很好地分散在水性基质中并能减少损坏。将混合物与 中，烘干硫化后，得到CNT/NR复合材料薄膜。
NR胶乳混合，然后通过胶乳浇注方法制备复合材料薄
膜。若不采用机械剪切和极端化学处理方法，则CNT的 2 结果与讨论
结构未受到破坏。另外，还研究了CNT对CNT/NR复合材 2.1 扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜
料结构和性能的影响。 法（TEM）分析
SEM照片（图3）显示，CNT在基本中分散良好，
1 实验 然而，碳纳米管的抽出现象表明在CNT和橡胶基本向界
本研究所用碳纳米管（CNT）是纳米管束（长度 面相互作用较弱，CNT不能有效地传递应力，拉伸性能

18 橡塑智造与节能环保 2018年 总第19期 第2卷 第7期