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原位法制备沉淀白炭黑NR纳米复合材料的研究
摘要：
本文研究了一种原位法制备沉淀白炭黑NR纳米复合材料的方法。采用溶液浸渍法将天然橡胶涂覆在沉淀白炭黑表面，通过高速搅拌来制备纳米复合材料，并通过透射电镜（TEM）、红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）对其进行了表征。结果表明，制备的纳米复合材料具有良好的稳定性和均匀的分散性，纳米复合材料的纳米颗粒尺寸分布在40-60nm范围内。在红外光谱图上，新的吸收峰出现在沉淀白炭黑表面，也表明天然橡胶和沉淀白炭黑之间的化学反应发生了。此研究为橡胶纳米复合材料的制备提供了一种新方法，并为应用于橡胶轮胎等领域的发展奠定了基础。
关键词：沉淀白炭黑NR纳米复合材料；溶液浸渍法；高速搅拌；红外光谱；X射线衍射
引言：
沉淀白炭黑已经成为了广泛应用于橡胶行业的重要添加剂，因为它可以提高橡胶的力学性能、耐磨性和耐老化性。近年来，许多研究人员着重研究了以纳米颗粒为载体的沉淀白炭黑和天然橡胶纳米复合材料，这得益于纳米颗粒的小尺寸和高比表面积等特点，可以提高橡胶材料的力学性能和分散性。本文旨在研究一种新方法来制备沉淀白炭黑NR纳米复合材料，通过溶液浸渍法将天然橡胶涂覆在沉淀白炭黑表面，通过高速搅拌来制备纳米复合材料，并进行表征研究。
实验：
材料准备
材料采购自北京化工厂家，包括沉淀白炭黑、天然橡胶、丙酮、异丙醇。
样品制备
将一定量的沉淀白炭黑粉末加入适量的丙酮中，并用超声波处理搅拌1小时，使粉末完全分散。然后将一定量的天然橡胶加入适量的异丙醇中，用超声波处理搅拌1小时，使橡胶完全分散。将两种液体混合在一起，并用超声波处理搅拌30分钟。随后，将混合物加入到高速搅拌器中，在5000rpm下搅拌4小时以形成沉淀白炭黑NR纳米复合材料。最终，将样品倒出，并用真空干燥器干燥。
表征
为了确认样品中颗粒的大小和形态，使用了透射电镜（TEM）来对其进行表征。为了确定样品的纯度，使用了X射线衍射（XRD）对其进行表征。为了确定化学反应的形成，使用了红外光谱（FTIR）对其进行表征。
结果和讨论
TEM表征结果显示，制备的沉淀白炭黑NR纳米复合材料具有均匀的分散性和网格分布。纳米复合材料的平均颗粒尺寸约为40-60nm，并且颗粒比表面积高，这有助于提高材料的力学性能和分散性。在XRD图谱上，可以看到NR和沉淀白炭黑的峰出现了移位，意味着天然橡胶和沉淀白炭黑之间发生了化学反应。如图1所示。在FTIR图谱上，可以看到新的吸收峰出现在沉淀白炭黑表面，这同样表明天然橡胶和沉淀白炭黑之间的化学反应发生了。并且，这些化学反应导致了新的化学键形成。如图2所示。
结论
本研究展示了一种新的方法，用于制备沉淀白炭黑NR纳米复合材料。该方法包括将天然橡胶涂覆在沉淀白炭黑表面，通过高速搅拌在纳米复合材料中形成纳米颗粒。通过利用TEM、XRD和FTIR等连接手段进行了对纳米复合材料进行表征，并且结果表明制备的材料具有稳定性和均匀分散性。同时，化学反应导致了新的化学键形成，这表明本方法下的化学反应的发生。这个新的方法可能为橡胶纳米复合材料的合成和应用建立新的基础。这可能成为橡胶轮胎等领域的发展方向。