Page 46 - 《橡塑智能与节能环保》2019年1期

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

丙烯腈(ACN)含量对NBR/CNT纳米

复合材料特性的影响

Effect of Acrylonitrile (ACN) Content on the Properties of NBR/CNT Nanocomposites

众所周知，传统的填料（例如炭黑及白炭黑）通 石墨烯的大（θ=90°）这种键体结构导致：
常被 广泛用来提高弹性体的物理性能，而补强效应则 （1）л电子轨道不均匀分离；
源于橡胶-填料的相互作用，当今对这种相互作用还 （2）管外表面具有较高的电子密度；
未完全领会。因为性能改善幅度大小取决于填料的黏 （3）相邻原轨道重叠不匹配；
性、分形结构、表面活性及其混炼过程中在橡胶基质 （4）随管经减少，相互作用能力和反应活性提
中的分散程度。除了采用的工艺参数之外，聚合物— 高。
填料相互作用对于获得分散及高效的聚合物—填料相 所以与平面的石墨层相比，CNT与不饱和和或极
黏合十分重要，当在材料产生机械变形时，则可促进 性聚合物链段具有较高的亲合性，而且亲合性随管经
应力从基质向填料进行传输。 的减小而增强。
而纳米技术的进步使得新型纳米粒子能以极低 除这些电子特征之外，在表面、特别是在管端
的用量高效补强聚合物材料。一般来说，纳米粒子填 还存在含氧崔能团（—COOH，=C=O，—OH）。这些官
料包括层状硅酸猛、膨胀石墨和多壁碳纳米管（MW— 能团源于CNT的纯化过程，即CNT由化学催化蒸汽沉积
CNT）。碳纳米管（CNT）能赋予聚合物基质额外性能 （CVD）过程形成，在强氧化介质中进行，所以，预计
的潜力源于其极高的比表面积、长经比、力学强度及 这些崔能团可促进其与橡胶、特别是与不键和极性橡
导电性。有关最近的研究表明：CNT在很小的用量下就 胶的强相互作用。
能对弹性体的物理性能起着显著的补强作用，而且还 本文的目的是要研究聚合物极性官能团对CNT
具有很高的导电率。 分散的影响，以及对橡胶—CNT纳米来复合材料物理
具有挑战性的问题是，在于理解CNT—聚合物的 性能的影响。为证实其中相当复杂的相互作用，则
相互作用，其作用机理不同于石墨与聚合物间的相互 选用了一组具有不同丙烯腈（CAN）含量的丁腈橡胶
作用。石墨是平面的，而CNT则是弯曲的表面。CNT的 （NBR）。而工作的重点是更好的了解橡胶中CAN含量
原电子轨道相对C—C0（B＞90°）键的角度比石墨或 以及纳米复合材料中MW—CNT浓度对硫化胶电性能、动

18 橡塑智造与节能环保 2019年 总第25期 第3卷 第1期