螺旋纳米碳纤维原位生长二氧化硅及其对天然橡胶补强研究

采用化学气相沉积(CVD)法制备螺旋纳米碳纤维(CCNFs),然后在其表面原位生长纳米SiO_2颗粒,最终制出SiO_2/CCNFs双相纳米填料,用扫描电镜(SEM)及红外光谱(FTIR)表征双相纳米填料。再用该双相纳米填料部分取代炭黑填充天然橡胶,测试其拉伸强度、断裂伸长率、硬度和耐磨性。结果表明,SiO_2/CCNFs在1 125 cm^(-1)处有Si—O—Si的特征峰,在756 cm^(-1)处存在Si—C键的振动峰,说明SiO_2与CCNFs是通过化学键结合而非物理吸附。添加双相填料后,橡胶复合材料的拉伸强度、断裂伸长率提高,当添加量为2%时达到最大值,分别为23 MPa、833%,相比空白样纯炭黑N330分别提高了8. 5%、23. 7%,初步实现了绿色轮胎所要求的同时提高强度与弹性等指标。