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橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (RUBBER)

膨胀石墨 / 丁腈橡胶复合材料的性能

研究

豆高雅
( 榆林康耐雅新材料技术有限公司，陕西 榆林 718100)

摘要 ： 膨胀石墨是一种层状材料，具有优异的导电性和导热性。本文采用机械共混的工艺方法制备了膨胀石墨 / 丁腈橡胶复
合材料，考察了膨胀石墨对丁腈橡胶导电性能和力学性能的影响。实验表明，当加入 20 份高耐磨炭黑时，丁腈橡胶具有优异的
综合力学性能，其最大拉伸强度为 12.85 MPa，邵尔 A 硬度为 60.4 度。采用直接共混的方法制备膨胀石墨 / 高耐磨炭黑 / 丁腈橡
胶复合材料，并与炭黑 / 丁腈橡胶复合材料进行比较，研究了材料的力学性能与导电性能。结果表明添加膨胀石墨后可大大的提
高炭黑 / 丁腈橡胶复合材料的导电性能和力学性能。当不含膨胀石墨时，丁腈橡胶复合材料基本不表现出导电性能。
关键词 ： 导电性能 ；膨胀石墨 ；丁腈橡胶 ；力学性能 ；复合材料
中图分类号 ： TQ330.61 文章编号 ： 1009-797X(2020)15-0010-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2020.15.003

丁 腈 橡 胶 (NBR) 是 丁 二 烯 与 丙 烯 腈 两 种 单 体 经 在本文中，选用膨胀石墨粉研究对丁腈橡胶复合
自由基引发乳液聚合制得的无规共聚物，分子结构中 材料力学性能及导电性能的影响，这是本课题的研究
含有腈基极性基团，因而耐油性特别好，在汽车、电 目的。本文以丁腈橡胶为基材，研究了高耐磨炭黑对
线电缆、印刷、胶粘剂等方面有着广泛的应用 [1] 。丁 丁腈橡胶综合力学性能的影响，确定最优配方后，又
腈橡胶按聚合工艺的不同主要分为高温聚合的硬 NBR 研究了膨胀石墨对对丁腈橡胶力学及导电性能的影响。
以及低温聚合的软 NBR。高温聚合的硬 NBR，由于 膨胀石墨 / 聚合物复合材料的研究在这两年逐渐成为
丁二烯 1, 2 加成的比例稍高，容易形成支链结构 [2] 。 填料 / 聚合物纳米复合材料之外的又一个研究热点，
NBR 的 1, 2 加成点上氢的反应性活泼，易形成叔丁基 以丁腈橡胶为基体的复合材料对于我国的功能性橡胶
自由基和烯丙基自由基，对硬 NBR 的耐热和耐臭氧 制品的发展具有重要的意义，而且拥有很大的市场潜
性能有不利的影响 [3] 。同时，硬 NBR 还具有相对分子 力。
质量分布较宽以及黏附性、黏度和分子内聚力较大的 本文首先采用常用的丁腈橡胶作为研究基体填充
特点 [4~5] ；软 NBR 由于聚合温度低，其橡胶分子的相 膨胀石墨，采用机械共混的制备方法得到高耐磨炭黑
对分子质量分布较窄、凝胶含量较低。硬 NBR 和软 / 丁腈橡胶和膨胀石墨 / 高耐磨炭黑 / 丁腈橡胶复合材
NBR 的结构上的差异，导致其物理机械性能和加工性 料。研究不同种类膨胀石墨的用量对丁腈橡胶复合材
能有明显不同 [6] 。在丙烯腈含量相同的情况下，由于 料的力学性能和导电性能的影响，在高耐磨炭黑增强
软 NBR 相对分子质量分布较窄和凝胶含量较低，硫化 的 5 个丁睛橡胶制品配方中选出最优配方，并研究了
胶的压缩永久变形和热空气老化后的拉断伸长率变化 膨胀石墨对其力学性能及导电性能的影响。试图揭示
较小。 膨胀石墨用量、高耐磨炭黑用量对力学性能和导电性
膨胀石墨是一种具有优良导电性能的填料，且其 能的影响规律，为开发在特定条件下使用的具有导电
密度小。对于高频电磁辐射，膨胀石墨 / 橡胶有着良 性能的高性能橡胶复合材料提供依据。因实际应用中
好的电磁屏蔽效应，而且对橡胶基体而言，膨胀石墨 橡胶材料总是要经过补强，本项研究也对加入炭黑后
本身的高结构对其很好的补强作用 [7~8] 。丁腈橡胶含
有极性基团，具有一定半导性，同时其耐油性极好，
作者简介 ：豆高雅 (1990-)，女，本科，工程师，现从事
故其可作为导电基体材料，但目前有关以丁腈橡胶为 复合材料研究工作。
基材的导电橡胶的研究报导很少。 收稿日期 ：2019-07-14
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