Page 48 - 《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

图2 NBR混炼能随CNT含量的变化
图4 CAN含量对t(90)和诱导时间的影响
存在的差别表明了ACN基团与CNT表面元电子的相互作
2.3 形态
用，以及当填料纯化过程中所形成的极性官能团的作
对初始CNT进行TEM分析，却发现几百微米长的碳
用。应变幅度是够大时， 能模量接近未填充橡胶的下
纳米管聚集在一起，并部分 结，见图5a。仔细研究发
限。在该区域，损耗模量的值高于 能模量的值，这可
现：本研究所用的NC7000牌号CNT具有较小的平均直径
能是由于流动过程造成的。松驰30min后重新进行测
(约9nm)和较窄的直径分布。
试，发现所有体系的机械模量几乎完全恢复，第一次
而CNT的分散程度及其在“橡胶结构”中的形态
应变扫描的图线与初始图线相同，与填料含量无关。
取决于混炼条件和聚合物的极性性质。为了观察熔融
这表明，变形后，体系松驰到与混炼后相同的状态。
干混对纳米复合材料形态的影响，对硫化试样的超薄
切片进行了分析。则分析表现：较长的CNT分散良好，
呈无规分布，见图（5b），在2D图像上只能看到一些
很小的缠结聚集体。但由于它在机械混炼过程中断
裂，CNT的平均长度却明显减小。而图(5b中较大的密
实物体是氧化锌。因此可以断定：干混工艺是将CNT分
散与分布到NBR中的十分有效的方法。2D图像表明填料
网络良好。

图3 NBR 能模量随CNT含量的变化

2.2 硫化
（a）工业CNT的TEM照片（放大50000倍）；（b）含有
CNT含量变化导致胶料硫化曲线产生变化。随CNT
2.5%（体积分数）CNT的CNT/NBR34纳米复合材料的TEM
含量的增大，最大扭矩差线性增大。与炭黑（N330） 照片（放大10000倍）；（c）CNT的机械断裂（放大3100
倍）
相比，斜率稍大。随CNT含量的增大，而诱导时间和 图5 CNT及CNT/NBR34纳米复合材料的TEM照片
t(ao)轻微缩短（见图4）。3种NBR下降梯度相似。研
2.4 电性能
究发现：CNT对其他橡胶也有促进硫化作用。
在0.1Hz~10MHz频率范围内，测量了导电性能随
尽管这种效应可能有利于缩短硫化时间，但对这
CNT含量的变化（见图6）。未填充乳聚NBR的导电率很
种加速硫化现象还没有合理的解释。两步法制备的试
低，这是由残余物造成的。观察到：CNT含量（体积分
样（即先在密炼机中混炼，随后在开炼机上塑炼），
数）为1%~1.5%时，则导电率大幅增大。平台值增大了
其扭矩差下降，这是因为CNT部分断裂。但后序混炼过
三个数量级，而且导电率与电流频率关系曲线的斜率
程对交联特性[诱导时间和t90没有影响 。
下降，说明形成了填料网络，在填料网络中，电荷

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