Page 34 - 《橡塑智造与节能环保》2023年7期

综述与专论

胶聚苯胺）和NRVP（天然橡胶聚苯胺预硫化）。为 苯胺聚合在含有预硫化胶乳的介质中进行时，得到了
了说明天然橡胶/苯胺（NR/An）的质量比，我们在术 完全不同的形态。如图3d所示，Pani呈片状分布。在
语末尾添加了一个数字。例如，NRVP8表示纳米复合 较高的NR/An比率下，分散的颗粒略大[图3(e)]，而
材料试品由NR/An比为8的预硫化胶乳制得。 对于预硫化胶乳[图3(f)]，片状形态不太明显。这两
种情况的出现，可能是由于纳米复合材料中的Pani含
量较低所导致。

图2 添加APS氧化剂后乳液的颜色变化

用加热液压机（马可尼MA-098型）将干燥的纳
米复合材料压制成膜。将NRP和NRVP纳米复合材料置
于Kapton板之间，然后分别在110℃和150℃的温度下
施加3吨的载荷压制15min。然后，关闭加热，保持加
载直至板冷却至30℃。在与纳米复合材料相同的条件
下，分别使用摩尔比为1:1.5:1的An/APS/DBSA合成纯
聚苯胺，不使用胶乳。
1.4 表征
使用蔡司EVOLS15型扫描电子显微镜对冷冻断裂
表面进行形貌分析。试品经液氮冷却后进行裂解。然
后，将冷冻断裂表面与甲苯接触100min，并在28℃下
图3(a)纯Pani和(b)冷冻裂解NR、(c)NRP4、(d)NRVP4、(e)
干燥10h。甲苯可促进NR溶胀，使导电聚合物在基体
NRP8和(f)NRVP8的SEM图像
中的分布更加明显。之后，借助双面碳带将试品固定
在铝制试品架上，并镀上一层薄薄的金。 2.2 直流导电性
拉伸试验遵循ASTM-D412标准，载荷为500N， 天然橡胶/Pani纳米复合材料表现出一系列的电
变形速度为500mm/min。在环境条件下，使用通用拉 性能，从绝缘（NR/An=0）到较高比率下的导电。图
伸试验机Instron3369型对每个试品的5个试样进行了 4显示了NRP和NRVP纳米复合材料的电导率值与NR/
试验。直流电导试验采用双探头法进行。为了获得更 An质量比的函数关系。Pani-DBSA的电导率为7.2×10 -
好的电接触，使用HHVLtd.的Auto306型金属蒸发器 2 S/cm。随着NR/An质量比的降低，直流电导率增加，
-3
在所有试品的两面蒸发金属。金属蒸发器的型号为 NRP4试品的直流电导率达到8.6×10 S/cm，比纯NR
Auto306。 （4.5×10 -14 S/cm）高出11个数量级。如图4所示，在
相同的NR/An比例下，NRVP纳米复合材料的电导率
2 结果与讨论 高于未硫化的纳米复合材料。从SEM显微照片（图3d
2.1 NR/Pani纳米复合材料的形态 和3f）中观察到，NRVP纳米复合材料中Pani的分布不
根据合成条件的不同，可以得到不同形态的Pani 同，其片状分布有利于传导路径的形成。
（颗粒、纳米纤维、纳米管、胶体颗粒、纳米球、微 2.3 机械性能
球等）。如图3a所示，在这种情况下，Pani颗粒呈现 在单轴拉伸条件下进行了应力-应变测试，机械
颗粒状形态，几何形状非常不规则，大小在20nm和 性能结果见表2。与NR相比，NRV的模量、断裂伸长
2µm之间。图3b和3c显示了纯NR和NRP4纳米复合材 率，特别是拉伸强度都有所提高，这归因于交联的形
料低温断裂表面的显微照片。在纳米复合材料中， 成。
Pani均匀地分散在天然橡胶基体中，表明所使用的条 NRP纳米复合材料的拉伸强度高于纯NR，且随着
件有效地产生了所需的纳米复合材料。重要的是，当 NR/An比的降低而增加，这归功于从基体到Pani结构

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