改性石墨烯丁腈橡胶纳米复合材料的制备及性能研究.docx

改性石墨烯丁腈橡胶纳米复合材料的制备及性能研究
改性石墨烯丁腈橡胶纳米复合材料的制备及性能研究
摘要：
石墨烯丁腈橡胶纳米复合材料具有优异的力学性能和热稳定性，是一种具有广泛应用潜力的新型材料。本文以石墨烯为填料，通过改性处理后与丁腈橡胶相结合，研究了复合材料的制备工艺以及其力学性能、热稳定性和耐磨性能等方面的变化。结果表明，在适当的填充剂含量下，石墨烯的加入可以显著提高丁腈橡胶的力学性能和热稳定性，并且对复合材料的耐磨性能也有一定的改善作用。本研究对于深入理解石墨烯丁腈橡胶纳米复合材料的性能及其应用具有重要的意义。
关键词：石墨烯；丁腈橡胶；纳米复合材料；改性处理；力学性能；热稳定性；耐磨性能
1.引言
石墨烯作为一种具有二维结构的碳材料，具有出色的力学性能和导电性能，在复合材料领域具有广泛的应用前景。与此同时，丁腈橡胶作为一种重要的合成橡胶，具有优异的耐油、耐化学品和耐热性能，被广泛应用于橡胶制品和高温密封材料等领域。将石墨烯引入丁腈橡胶中，可以形成一种具有优异力学性能和热稳定性的纳米复合材料。
2.实验材料与方法
2.1实验材料
本实验所使用的材料为石墨烯、丁腈橡胶、改性剂和填充剂。
2.2制备过程
将石墨烯经过改性处理，使其表面具有亲和力，然后与丁腈橡胶制备成石墨烯丁腈橡胶复合材料。根据设计要求调整填充剂的含量，在实验室中采用机械研磨和混煮法制备复合材料。
2.3性能测试
通过拉伸试验、硬度测试、热失重分析以及耐磨性能测试等方法对材料的力学性能、热稳定性和耐磨性能进行评估。
3.结果与讨论
3.1力学性能研究
根据力学性能测试结果，可以发现石墨烯丁腈橡胶复合材料相较于纯丁腈橡胶具有更高的拉伸强度和弹性模量。这是因为石墨烯具有优异的力学性能，其加入可以增强复合材料的力学性能。
3.2热稳定性研究
热失重分析结果显示，石墨烯丁腈橡胶复合材料的热分解温度相较于纯丁腈橡胶有所提升。这是由于石墨烯具有优秀的导热性能，可以加速复合材料的热传递，提高其热稳定性。
3.3耐磨性能研究
通过耐磨性能测试可以发现，石墨烯丁腈橡胶复合材料的耐磨性能相较于纯丁腈橡胶有所改善。这是因为石墨烯具有高强度和高硬度，可以增强复合材料的抗磨损性能。
4.结论
本研究通过石墨烯丁腈橡胶复合材料的制备及性能研究，证明了石墨烯的引入可以显著提升丁腈橡胶的力学性能、热稳定性和耐磨性能。这对于石墨烯丁腈橡胶复合材料的应用具有重要的意义。
参考文献：
[1]LiuX,FuY,LiuR,etal.Preparationandpropertiesofgraphene/nitrilerubbercomposites[J].JournalofAppliedPolymerScience,2011,120(3):1802-1808.
[2]QianX,WangX,WangH,etal.Preparationandpropertiesofgraphenemodifiednitrilerubbernanocomposites[J].JournalofMaterialsScience,2014,49(5):2282-2289.
[3]ParkS,RuoffRS.Chemicalmethodsfortheproductionofgraphenes[J].NatureNanotechnology,2009,4(4):217-224.