GO补强xNBR/SBR共混胶的性能研究(4)
Stankovich S[20]、Zhang D等[21]等分别采用异氰酸苯酯、二异氰酸酯改性氧化石墨，制备了在极性有机溶剂中分散均匀的GO。Niyogi S[22-23]等利用十八胺(ODA)改性GO，得到在四氢呋喃(THF)和四氯化碳等有机溶剂中能很好分散的功能化GO。Shen J F[24]等先用碳二亚胺EDAC和N-羟基丁二酰亚胺NHS活化GO，形成活性酯，然后将活化的GO分别分散在水和DMF中，之后加入4-氨基苯磺酸，形成水性分散液；再加入4,4’-二氨基二苯醚，形成有机分散液，并且两种分散液均具有长期稳定性，便于制备均匀的复合材料。
1.3 氧化石墨烯/聚合物复合材料及其制备方法
随着聚合物类氧化石墨烯复合材料的不断研究发展，其成果显著上升，制备方法也不断改进，主要包括机械聚合法、原位聚合法以及溶液共混法。将聚合物与氧化石墨烯两者的复合这一点，主要是因为氧化石墨烯的高性能增强效果，作为代替炭黑的新的补强体，可以使聚合物复合材料的多方面性能如力学、电学等得到显著提升。因此对聚合物类氧化石墨烯复合材料的性能研究成为当下最热的方向。
机械混合。机械混合是工业生产橡胶复合材料最经济，最有吸引力也最具规模化的方法，它主要是通过机械施加的剪切力使填料有效的分散在橡胶基体中。这一方法的优点是不使用有机溶剂，而且适用于各种极性的橡胶基体。在石墨烯衍生物中，应用的最多的就是氧化石墨和热还原石墨烯。
原位聚合。不同于其它制备方法的将剥离后的氧化石墨烯或石墨烯与橡胶混合，原位聚合是在橡胶基体内实现填料的有效剥离。首先填料与橡胶或聚合物的单体或单体溶液混合，然后进行原位聚合反应制备得到复合材料。这一过程有助于增加片层的间距，而且剥离效果以及单体的插层效果也对最终性能的提升有很大的帮助。如Zhan[25]等人通过氧化石墨烯在胶乳中的原位还原制备得到了天然橡胶/石墨烯复合材料。
溶液混合是指先将GO通过超声分散于溶剂中，再加到溶有聚合物的溶液里，最后去溶剂。此过程中聚合物吸附于GO片层上，蒸发溶剂，GO片层把聚合物夹在层间，这样就增加了GO的分散。如Bai[26]等人通过使用四氢呋喃作为溶剂，将氢化羧基丁腈橡胶和剥离的氧化石墨烯进行溶液混合，在超声的帮助下制备得到了复合材料，并且氧化石墨烯在基体中具有良好的分散。
1.4 GO填充橡胶复合材料的改性
1.4.1 机械性能
GO在基体中的分散状况、与橡胶的界面相互作用以及橡胶的交联密度在很大程度上影响橡胶纳米复合材料的力学性能。为提高GO与橡胶的相容性及相互作用，通常对GO进行表面改性，之后对橡胶进行补强。
在Wang[27]等人的研究中，通过乳液混合的工艺制备了机械性能显著提升的氧化石墨烯（GO）/羧基丁腈橡胶（xNBR）复合材料。GO纳米片可以明显提升复合材料的机械性能和热稳定性。当GO纳米片体积分数为1.2%时，GO/xNBR硫化胶的机械性能达到了最佳，相比于未加入填料的xNBR，拉伸强度和弹性模量分别提高了370％和230％。Kang等[28]也利用深度氧化得到的GO与xNBR之间存在的氢键作用，制备了GO/xNBR硫化胶，发现当GO体积分数为1.9%时，NR硫化胶的拉伸强度和撕裂强度达到最大，分别增加了357%和117%。
1.4.2 气体阻隔性能
通过加入二文填料合成纳米复合材料是一个提升其阻隔性能的有效途径。对于填料来说，二文片状结构的填料，氧化石墨烯是提升橡胶气密性能的最佳选择，通过填充少量的二文填料就可以在橡胶基体中形成完善的网络结构，使得气体分子的扩散经历更加曲折的路径，从而显著减少气体透过率，提升气体阻隔性能。如Wu[29]等用改性的GO填充天然橡胶，GO质量分数为0.3%时，透气性降低了48%。
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