Page 49 - 《橡塑智造与节能环保》2019年3期
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技术与装备
T echnology & equipment
图6.a)G＇ymin值与总填料体积分数的关系；b)相互作用项和自相互作用项与过氧化物硫化IR的CB和 /或CNT填充体系的总填料体
积分数的关系（还示出了机械渗阈值4c）
比表面积=ACB.PCB.ΦCB+ACNT.PCNT.ΦCNT (2) 2.4.3 倍增因子
比表面积是每单位体积复合材料的填料表面积。 通过倍增因子即“K因子”评估了纳米填料促成的
图7绘出了单一填料体系和混合填料体系的模量与表面 模量提升，该因子定义为复合材料模量与基质模量的
积的关系曲线。 比值。对单一填料复合材料而言，基质自然是纯橡
胶；对混合填料体系而言，基质则是橡胶/CB复合材
料。引人关注的是，通过绘制K因子与CNT体积分数
的关系曲线图，单一填料和混合填料复合材料的数据
发生了重叠，图8表示的60份CB/CNT体系便是如此。
过氧化物硫化体系也得出了类似的结果。
图7 过氧化物硫化单填料体系和混合填料体系G＇ymin值与
比表面积的关系（还示出了校准曲线）
图7结果令人印象深刻：一种能拟合基于不同填
料体系的复合材料产生的点的共同曲线。这样一种共
同曲线可称之为“校准曲线”，尽管不应把它与通常用
于关联一定温度范围内的动态力学行为的术语相混
淆。作为比面积，实验点位于共同曲线上至少达301/ 图8 表1含CNT的纳米复合材料在纯聚合物基质和含60份CB
um,这一水平对应于极高的填料含量：大约56份CB和 的聚合物基质（硫磺硫化）中的K因子
18 份CNT。 CNT通过倍增因子K提升了“基质”模量，这只取
比表面积可以跟CNT、CB及两者混合物的增强 决于CNT的含量，而与“基质”的成分（纯弹性体或填
效率关联起来。只有当填料表面积与填料-聚合物界面 充CB的相同弹性体）无关。
面积大致吻合（即表面积大部分可进入弹性体基质） 尽管尚没有物理学方面的解释，但K因子的存在
时，只有当这两种填料间的填料-基质相互作用的化学 都有着很大的实用意义。下列公式表明了单一填料体
性质没有重大差异时，这一结果才有可能实现。 系和混合填料体系的K因子相同的事实：
China Rubber/Plastics Intelligent Manufacturing And Environmental Protection 2019.03 21
