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碳纳米管天然橡胶复合材料的制备与其结构性能的研究的综述报告
一、引言
天然橡胶是一种非常重要的工业原料，广泛用于制造各种橡胶制品，如轮胎、管、带、密封件等。然而，天然橡胶的力学性能和抗磨性等性能有待提高，为了提高其性能，人们开始研究利用纳米材料改性橡胶。其中碳纳米管作为一种优秀的纳米材料已经引起广泛关注。
二、碳纳米管的结构与性质
碳纳米管是由一层或多层碳原子组成的中空结构管，其直径通常在纳米级别。碳纳米管具有优异的机械性能、热稳定性和电学性能，这些优良性能使其成为一种非常有前途的材料。在复合材料中加入碳纳米管可以显著提高材料的力学性能和热稳定性。
三、碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法
1.机械混合法：利用高速搅拌机或混合机将碳纳米管和天然橡胶混合均匀，然后通过机械加工（如挤出、压延、注塑等）制备成复合材料。
2.溶液混合法：将天然橡胶溶解在有机溶剂中，再加入碳纳米管，利用超声波或机械搅拌法将其混合均匀，然后通过沉淀或挥发法制备成复合材料。
3.原位聚合法：将碳纳米管与橡胶预聚体共混，然后经过加热、升温等处理使橡胶预聚体在碳纳米管表面析出，最终形成复合材料。
四、碳纳米管天然橡胶复合材料的结构性能
在复合材料中添加纳米碳管可以明显改善橡胶材料的机械性能，如拉伸强度、弹性模量、硬度等。加入0.5%的碳纳米管可以使天然橡胶的拉伸强度提高约50%，弹性模量提高约30%，硬度提高约15%。同时，纳米碳管的存在还可以显著提高橡胶材料的热稳定性和耐磨性。复合材料的热稳定性和耐磨性主要是由于碳纳米管具有高热稳定性和高强度的特性，同时碳纳米管的高比表面积也可以增强材料的摩擦性能，从而提高耐磨性。
五、结论
碳纳米管天然橡胶复合材料是一种非常重要的新型复合材料，具有优异的力学性能、热稳定性和耐磨性。在制备这种复合材料的过程中，可以采用机械混合法、溶液混合法和原位聚合法等方法。因此，碳纳米管天然橡胶复合材料的应用前景非常广阔，具有巨大的市场潜力。