纳米填料及碳黑/纳米粘土混合填料协同作用对氯化丁基橡胶的影响

摘要整理

采用碳黑（CB）、纳米粘土（NC）、氧化石墨烯（GO）及碳黑/纳米粘土混合填料系统等多种纳米填料制备了基于氯化丁基橡胶（CIIR）的纳米复合材料。研究重点考察了CB/纳米粘土混合体系的协同作用对最终复合材料性能的影响。采用原子力显微镜（AFM）、电阻率测量和力学性能测试对CIIR基纳米复合材料的结构进行了表征。AFM结果表明，纳米粘土的加入增加了材料表面粗糙度，提高了材料的粘附性。研究发现CIIR-纳米粘土复合材料及含纳米粘土和CB的混合体系的电阻率显著降低。与CB/纳米粘土体系相比，纯CB复合材料的电阻率较高，表明纳米粘土增强了碳黑的导电网络。而GO填充复合材料未能形成有效的导电网络，这可能源于GO的团聚。研究还发现，在100%、200%和300%伸长率下，粘土及CB/粘土体系的模量值最高。结果表明纳米粘土和粘土/CB混合纳米复合材料能够制备出具有高电导率的聚合物纳米复合材料。力学性能与纳米粘土提供的增强效果相关性良好。粘土/CB混合纳米复合材料因其增强的相容性和更高的填料-橡胶相互作用而表现出更优异的力学性能。纳米分散粘土有助于阻止裂纹扩展，其增强效果甚至优于碳黑。

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