Page 33 - 《橡塑智造与节能环保》2023年7期

综述与专论

军用履带板的研制与评估

天然橡胶是一种电绝缘材料（图1），但引入导 法得到的总固体含量为42.0%。
电填料，如碳基材料（炭黑、石墨、碳纳米纤维或纳 1.2 NR胶乳的预硫化
米管）或金属填料，可以提高所得复合材料的导电 NRL的预硫化是按照表1中描述的试剂/配比，按
性。这些材料经常用于电磁/射频干扰（EMI/RFI）屏 照传统的硫化体系进行的。用16个氧化铝球（其中一
蔽、实验室和军事用途。本征导电聚合物（ICP）是众 半质量为7.53g，另外8个质量为3.36g）在球磨机中恒
所周知的，包括聚吡咯（PPy）和聚苯胺（Pani）等材 定旋转，分别制备含硫、氧化锌（ZnO）和二乙基二
料，它们可以被视为半导体（图1）。当与弹性体共混 硫代氨基甲酸锌（ZDEC）的分散体。在搅拌下将这
时，PPy和Pani可以提高基体的电导率，扩大其应用范 些分散液加入胶乳中，并在室温（25℃）下搅拌至少
围。 15min。然后，将分散液在70℃的Bain-Marie振荡水浴
中放置2h，每分钟循环80次。然后在搅拌下将分散液
冷却至室温，并在~5℃下保存直至使用。
表1 用于NR胶乳预硫化的常规硫化体系配方
试剂 单位/份数
图1 材料导电率（s/cm）的相对比较： 总固体（试剂） 100
氧化锌，50 1.50
硫磺，50 2.80
Pani=聚苯胺；Ppy=聚吡咯
ZDEC*,50% 0.80
*二乙基二硫代氨基甲酸锌
然而，加入高模量填料和硬质热塑性塑料会带来
加工难题，并降低了弹性体具有吸引力的柔软性和柔
1.3 NR/Pani纳米复合材料的合成
韧性。为了解决这些问题，可以通过热机械混合、溶
NR/Pani纳米复合材料由苯胺在未经任何处理的
液混合、电化学方法（沉积）和原位聚合将ICP结合到
NRL和预硫化天然胶乳（NRV）中原位聚合得到。没
弹性体中。在导电弹性体中使用天然橡胶有助于增加
有使用有机溶剂来稳定合成。所有合成的单体/氧化剂
为可穿戴设备和电子产品的新应用而设计的产品的生
/掺杂剂摩尔比（An/APS/DBSA）均保持为1:1.5:1，仅
物基含量。这项研究和其他研究先前已经证明了苯胺
改变NR/An的质量比。在机械搅拌下，将7.6mLDBSA
和吡咯在天然橡胶胶乳基质中聚合以生产导电天然橡
分散在42.6mL水中。然后，向分散液中缓慢加入
胶基弹性体的可行性。在这里，我们使用类似的方法
1.0mLAn，再搅拌1h（溶液1）。之后，在机械搅拌下
来确定苯胺在预硫化胶乳中聚合的可能性。
将溶液1加入适量的NRL（溶液2）。为了开始聚合反
应，在机械搅拌下向溶液2中加入含水APS溶液（7.01g
1 材料和方法
APS在15mL水中），5min后停止搅拌，将最终溶液冷
1.1 材料
藏至~5℃，让聚合反应进行14h。
真空蒸馏的苯胺(An)和十二烷基苯磺酸(DBSA，
加入氧化剂后，观察颜色变化，从白色到浅绿
70%异丙醇)购自Sigma-Aldrich。过硫酸铵（APS）
色再到深绿色（图2）。静置一段时间后，加入丙酮
（99.8%）购自默克公司。天然橡胶胶乳（NRL）取
使NRL/Pani乳液失稳，过滤沉淀物，用丙酮和去离子
自巴西IlhaSolteira-SP校区UNESP实验农场（圣保罗州
水洗涤数次，直至洗涤物变成无色。纳米复合材料在
立大学）的巴西橡胶树（RRIM600克隆）。使用浓氢
60℃的烘箱中干燥48h后，储存在密闭容器中，以备进
氧化铵溶液（1.0M）将胶乳的pH值稳定在10.2左右，
一步表征。使用预硫化胶乳获得纳米复合材料也采用
然后在5℃下储存（冷藏）。按照ISO124:2014标准方
了相同的步骤。我们为试品分别命名为NRP（天然橡

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