纳米氢氧化镁/橡胶复合材料的性能研究

以纳米氢氧化镁粉体为分散相研究对象,制备纳米氢氧化镁/NBR、纳米氢氧化镁/EPDM、纳米氢氧化镁/SBR和纳米氢氧化镁/硅橡胶4种复合材料,研究其物理性能和阻燃性能。结果表明,纳米氢氧化镁赋予复合材料良好"无卤"阻燃性能的同时,具有优异的补强效果;纳米氢氧化镁粉体分散度越高,与基体的界面作用越强,复合材料的物理性能越好;纳米氢氧化镁对NBR补强效果最好,对硅橡胶的补强效果最差。对纳米氢氧化镁粉体进行表面处理,可提高其在EPDM中的分散度,增大其与橡胶间的界面作用力,从而显著提高EPDM复合材料的物理性能。

纳米氢氧化镁/橡胶复合材料的分散特性及分散机理

以新型的纳米氢氧化镁粉体为分散相研究对象,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Payne效应等考察了其在丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶中的分散相态和网络结构。结果表明,基体的粘度和表面能对纳米粉体最终的分散状态和网络结构有至关重要的影响。基体的粘度和表面能越高(NBR、EPDM),纳米粉体分散越精细,越容易形成柔性的网络结构,高分子参与比重很大;而在很低粘度和表面能的基体中(硅橡胶),纳米粉体以孤立的大聚集体形式存在,在低填充量下,不能形成网络结构,但在高填充量时,反而由大聚集体直接连成刚性很高的网络结构,高分子参与网络结构形成的程度小。传统的模型不能全面地考虑各种主要因素对粉体聚集体所受外力的影响,本文中提出了一个修正的模型来引入表面能因素的影响。

纳米氢氧化镁制备及其阻燃应用进展

纳米氢氧化镁因其绿色、高效等优势在塑料、橡胶等高分子材料的阻燃方面有广泛的应用前景。随着研究的深入,沉淀法、水热/溶剂热法和微波辅助法等制备方法已在纳米氢氧化镁的制备中占据主导。本文首先从纳米氢氧化镁形貌与粒径的控制方面介绍了这3种主流制备方法,对部分制备过程中的作用机理进行了探究,对每种制备方法的优劣进行了阐述,进而对制备方法进行对比总结。其次讨论了纳米氢氧化镁在应用领域存在的问题及解决办法,概述了其在多种高分子材料阻燃领域的应用,并以理论结合实例从多个角度探究了纳米氢氧化镁的阻燃机理。最后对目前纳米氢氧化镁制备方法和应用方面遇到的机遇和挑战进行了展望,希望能为纳米氢氧化镁的进一步深入研究提供有益的启发和参考。

丁腈橡胶/疏松型纳米氢氧化镁复合材料的性能(英文)

用气泡液膜法(GBLM)制备的疏松型纳米氢氧化镁(LN-MH)填充丁腈橡胶(NBR),研究了复合材料的阻燃性能、力学性能、抽提率、门尼黏度及交联密度。结果表明,随着LN-MH用量的增加,LN-MH对NBR具有显著的纳米增强作用,改善了复合材料的阻燃性能、力学性能、门尼黏度和交联密度,但对复合材料在甲苯中的抽提率无影响。

人工神经网络技术在纳米氢氧化镁/硅橡胶复合材料性能研究中的应用

纳米粉体与聚合物复合可以改善聚合物材料的物理性能和功能特性,特别是当纳米粉体由于自身化学结构和物理特性具有一些特别的功能时,塑料和橡胶的"无卤"阻燃一直是个难点,其阻燃效果和物理性能难以同时兼顾.纳米无机阻燃粉体的出现为解决这一难题带来了希望,特别是对于高粘度状态加工、纳米补强效果显著的橡胶材料潜力很大.

氢氧化镁粒径对其填充三元乙丙橡胶复合材料力学性能和阻燃性能的影响

分别以粒径为 1 0 0nm ,6 2 9,3 5 7,2 92 μm的氢氧化镁为阻燃剂和增强剂 ,加入到 1 0 0份 (质量 )三元乙丙橡胶中 ,考察了填料粒径对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明 ,随着氢氧化镁粒径的减小 ,复合材料的力学性能逐渐提高 ,纳米复合材料的力学性能远优于微米复合材料的。采用锥形量热仪和氧指数仪研究了复合材料的阻燃性能 ,发现对于未改性氢氧化镁填充体系 ,随着粒径的减小 ,复合材料的最大热释放速率降低 ,引燃时间增长。氢氧化镁经过硅烷偶联剂 (Si 69)改性后 ,纳米复合材料的力学性能显著提高 ,最大热释放速率和引燃时间变化不大 ;而微米复合体系的力学性能和阻燃性能都无明显变化。

聚丙烯酸酯乳液改性纳米氢氧化镁/交联低密度聚乙烯复合材料的结构与性能

用纳米聚丙烯酸酯乳液改性纳米M g(OH)2,并制备了纳米M g(OH)2/交联低密度聚乙烯(XLDPE)复合材料。用FTIR,TEM,SEM等手段对纳米M g(OH)2表面性质和纳米M g(OH)2在XLDPE中的分散程度进行了表征,并对纳米M g(OH)2/XLDPE复合材料的拉伸和阻燃性能进行了研究。实验结果表明,改性的纳米M g(OH)2表面吸附了一层聚丙烯酸酯;改性纳米M g(OH)2在XLDPE基体中分散均匀;添加改性纳米M g(OH)2的复合材料的拉伸和阻燃性能明显优于添加未改性纳米M g(OH)2的复合材料;当m(改性M g(OH)2)∶m(低密度聚乙烯)=15时,复合材料的拉伸强度达到最大值(23.7M Pa)。

聚丙烯/纳米氢氧化镁阻燃复合材料的性能研究

研究了纳米氢氧化镁与微米氢氧化镁填充聚丙烯体系的阻燃性能、流动性能和力学性能。实验结果表明 ,添加相同质量分数氢氧化镁时 ,纳米氢氧化镁填充体系的阻燃性能要好于微米氢氧化镁填充体系 ,并在填充量为 60 %时达到 V- 0级标准 ,且发烟量少 ,流动性能和力学性能也要好于微米氢氧化镁填充体系。

碳纳米管对天然橡胶复合材料高频动态性能的影响

以0.5份(每100质量份天然橡胶中添加的质量份)碳纳米管(CNTs)替换基础配方中不同份数(0,2,4,6,8)炭黑制备天然橡胶复合材料,研究了碳纳米管对天然橡胶复合材料静态力学性能和高频动态性能的影响。结果表明:随着CNTs替换炭黑份数的增加,复合材料的硬度降低,拉伸强度先升后降再升,断裂伸长率先降再增,100%定伸应力先增后降;用0.5份替换2份炭黑后的复合材料的综合静态力学性能最佳,此时拉伸强度和100%定伸应力均最大,分别比未用CNTs替换炭黑的复合材料提升13.52%和8.47%。随着CNTs替换炭黑份数的增加,复合材料动刚度均方根呈先减后增的趋势,替换2份炭黑后的复合材料动刚度均方根最小,比未用CNTs替换炭黑复合材料的动刚度均方根降低了12.94%,此时复合材料具有最好的高频动态性能,拉伸强度和定伸应力与高频动态性能正相关,断裂伸长率和硬度与高频动态性能的相关度不显著。

天然橡胶有机纳米复合材料的研究现状

综述了有机生物纳米填料、混合纳米填料与天然橡胶(NR)的复合材料的制备方法,以及各类有机纳米材料及其改性对NR拉伸性能、热稳定性和导电性等补强的研究现状。所述有机纳米填料与聚合物基体之间良好的相容性及界面作用能够使NR的性能得到明显改善。经功能化改性后的有机纳米填料可更好与NR基体产生相互作用,给NR的性能带来更优异的补强效果,而混合纳米填料可赋予复合材料更为多样的功能性。同时探讨了NR纳米复合材料在未来的应用发展前景,开发出多种功能化的有机纳米填料及使用混合纳米填料制备性能多样的NR纳米复合材料是该领域未来的研究重点。

定向碳纳米管/丁苯橡胶复合材料的摩擦学各向异性行为研究

应用机械剪切诱导法制备定向碳纳米管/丁苯橡胶(CNTs/SBR)复合材料,研究碳管含量、定向性对复合橡胶材料力学特性和摩擦学特性的影响规律,分析这些结果产生的机理。结果表明:CNTs取向对SBR复合材料的摩擦学性能有显著影响。当CNTs-z垂直于摩擦界面和滑动方向,CNTs-z/SBR的力学、摩擦学性能均优于CNTs-x/SBR和CNTs-y/SBR。当CNTs平行于摩擦界面时,与滑动方向一致的CNTs-x/SBR力学性能优于与滑动方向垂直时的CNTs-y/SBR。CNTs-z可以提升橡胶复合材料的抗剪切性能,降低温升幅度和表面黏附作用,有效提升橡胶材料的摩擦学性能。载荷和速度工况下,摩擦因数与磨损量为负相关关系,即摩擦因数减小而磨损量增大,速度对摩擦学性能的影响大于载荷。研究结果可以为CNTs复合轮胎橡胶材料的摩擦学性能改善以及产业化应用提供科学参考。

氟橡胶纳米复合材料的制备研究进展

氟橡胶作为一种特种橡胶,具有耐高温、耐酸、碱和盐等腐蚀性化学介质的优势。为了进一步改善其耐高温、导热和力学性能等方面的性能,用纳米材料改性氟橡胶成为一种有效的方法。近年来,纳米材料作为具有多功能性的填料,在氟橡胶改性研究中的应用越来越广泛。纳米材料的加入能够有效提升氟橡胶的物理化学性能,同时赋予氟橡胶功能性,延长氟橡胶服役寿命。本文综述了以石墨烯、碳纳米管、玄武岩纤维和其他纳米材料为填料的氟橡胶纳米复合材料的研究进展以及制备方法,并对氟橡胶纳米复合材料的设计、制备以及应用进行展望。

氢氧化镁/红磷对硅橡胶/黏土纳米复合物阻燃性能的研究

选用甲基乙烯基硅橡胶(MVMQ)和十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)改性的蒙脱土(OMMT)纳米复合材料为原料,以氢氧化镁/微胶囊化红磷(MH/MRP)为阻燃剂,以气相法白炭黑为补强剂,用熔融共混法制备了无卤阻燃MVMQ纳米复合材料。笔者采用XRD表征制备的MVMQ/OMMT纳米复合物的结构,用机械性能测试研究气相法白炭黑和OMMT对MVMQ的协效补强作用,通过极限氧指数、UL94 V垂直燃烧法、环境扫描电镜(ESEM)和热重分析(TG)等分析测试手段研究其燃烧性能和热性能,结合材料宏观燃烧性能的改变,推断OMMT和MH/MRP对MVMQ的阻燃作用机理。

低填充量不同尺寸和形状纳米填料的天然橡胶和丁苯橡胶纳米复合材料的力学性能(二)

(接上期)3.4拉伸应力-应变特性NR和SBR纳米复合材料的拉伸应力-应变曲线如图7所示。很明显,纳米填料的加入提高了橡胶基体的拉伸强度,增强的程度因填料的种类而异。图7a和图7b中的黑色实线表示无填料的橡胶基体。值得注意的是,通过加入一些高断面高宽比的纳米填料,如碳纳米管、XG、纳米粘土和石墨烯,可以实现拉伸强度和伸长率的同步提高(如图7所示)。

东曹推出纳米纤维增强氯丁橡胶复合材料

日前,日本东曹株式会社(Tosoh Corp.)宣布,推出了一种新氯丁二烯橡胶复合材料系列,该系列使用纳米纤维(CNF)作为增强材料。东曹表示,CNF是一种生物质衍生的高性能材料,质量是钢的1/5,但强度是钢的5倍。将CNF与橡胶材料相结合在复合和混炼等过程中带来了技术挑战。

碳纳米管、多层石墨烯及其混合物橡胶复合材料的比较研究

新一代橡胶复合材料需要不断满足高机电性能、最佳刚性、高屈挠性和高耐久性的要求.为了满足这些需求,常常使用碳同素异形体纳米填料,如一维(1GD)碳纳米管(CNT)、2GD石墨烯(GE)、3GD几层石墨烯(FLG)或3GD多层石墨烯(MLG).其中,CNT、GE或MLG常在橡胶复合材料工业中用作纳米填料.CNT和MLG具有高表面积(>250m2/g),有助于为纳米填料与橡胶基体中聚合物链相互作用提供高界面面积.在橡胶复合材料中使用CNT和MLG的另一个关键目标是其高的力学性能和电性能能够改善整体性能.此外,聚合物G填料的相容性对填料在橡胶基体中的分散有重要影响,影响着橡胶复合材料的性能.

多功能氢氧化镁/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及应用性能研究

利用原位反应结晶法制备出了比表面积大、吸附性能好、阻燃效果佳的多功能氢氧化镁/氧化石墨烯纳米复合材料(MHG)。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman和BET等技术手段分别对MHG的形貌和结构进行了系统的表征。MHG中的片状氢氧化镁粒径约为60 nm,在GO表面分布均匀,两种片层材料的复合赋予所得复合材料3D网络结构,MHG的比表面积为118.34 m^(2)·g^(-1)。所得复合材料对水溶液中的甲基蓝(MB)表现出强吸附性能,可以在6 min完全脱除内MB,且循环吸附稳定性好。此外,通过熔融共混法制备了MHG/聚丙烯(PP)复合材料,并测试了所得材料的极限氧指数,结果表明MHG可以显著地改善PP的阻燃性能。

氮化硼纳米片/氢氧化镁/聚乙烯复合材料导热性能研究

以低密度聚乙烯(LDPE)为基体材料,选用氮化硼纳米片(BNNs)作为第一掺杂填料,选取氢氧化镁(Mg(OH)_(2))作为第二填料,基于熔融共混法制备多填料结构绝缘复合材料,研究了常温常压下两种填料掺杂量对不同厚度的复合材料热导率的影响。结果表明:在多填料复合体系中,Mg(OH)_(2)会改变BNNs在基体中的取向度、连接度从而影响复合材料的热导率。3种试样厚度下高填量的Mg(OH)_(2)均会增强复合材料的轴向热导率。薄厚度下Mg(OH)_(2)的掺入不利于复合材料径向热导率的提升。较厚厚度下,适量的Mg(OH)_(2)能够增强复合材料的径向导热性能,当BNNs的质量分数为20%,Mg(OH)_(2)的质量分数为40%时,复合材料的热导率最高可达纯LDPE热导率的12倍。

氢氧化镁/粘土/EVA纳米复合材料阻燃及热性能的研究

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）为柔性聚合物，多用于电缆，如护套、电缆修复、封装、防水、防腐以及包装等。但EVA很易燃烧，因此，用于电线电缆时改善阻燃性极其重要。改善聚合物阻燃性的含卤阻燃剂有很多，但由于其腐蚀性与毒性。

氢氧化镁/还原氧化石墨烯纳米复合材料的制备及光催化性能研究

以六水合氯化镁、氢氧化钠、氧化石墨烯(GO)为原料,己内酰胺为溶剂,通过化学沉淀法制备氢氧化镁/还原氧化石墨烯[Mg(OH)_(2)/RGO]纳米复合材料。研究了反应时间和GO含量对纳米复合材料光催化性能的影响。结果表明:纳米复合材料中GO被原位还原成RGO,Mg(OH)_(2)纳米片负载在RGO表面。所有Mg(OH)_(2)/RGO纳米复合材料对亚甲基蓝的光催化降解都十分高效,在5min内均能将其完全催化降解,这是由于Mg(OH)_(2)纳米片和RGO对亚甲基蓝的光催化降解具有协同作用。其中Mg(OH)_(2)纳米片的大比表面积使其对MB表现出良好的吸附作用,而负载在RGO表面的Mg(OH)_(2)纳米片保证了RGO的光催化效果。此外,反应时间对光催化性能影响不大,而随着GO含量的提高,纳米复合材料的光催化循环使用性能显著提高。