为了控制氟橡胶(FKM)复合材料的力学性能,我们引入了胺化多壁碳纳米管(MWCNT-A)和还原氧化石墨烯(RGO),在FKM网络之间协同产生额外的交联。系统研究了交联改性对FKM复合材料力学性能、电学性能和热学性能的影响。结果表明,由于FKM与MWCNT-A以及MWCNTA与RGO之间的相互作用,产生了额外的联合,从而制备出具有优异的力学、电学和热学性能的FKM/MWCNT-A/RGO复合材料。与原始FKM复合材料相比,FKM/MWCNT-A/RGO复合材料的抗拉强度、100%应变模量、硬度、热导率、电导率分别增加了43.8%、656.3%、34.5%、30.3%,增加了8个数量级。这项研究表明,与纳米填料构建额外交联是一种有效和有前景的路线,为FKM的工业应用提供了途径。
图1. 制备FKM/MWCNT – A /RGO复合材料的示意图。
图2. FKM/MWCNT-A/RGO纳米复合材料的交联反应。
图3. (a) MWCNT-A和(b) RGO纳米填料的SEM图像。
图4. 纳米填料的化学成分分析: MWCNT-A的(a)宽扫描XPS谱,(b) C1s谱和(c) N1s谱; RGO的(d)宽扫描XPS光谱和(e) Cls光谱。
图5. MWCNT-A和RGO纳米填料的(a)FTIR和(b) Raman光谱。
图6. (a)断裂拉伸强度和伸长率;(b) FKM、FKM/MWCNT-A、FKM/RGO和FKM/MWCNT-A/RGO复合材料 100%应变时的硬度和模量。
图7. (a) FKM, (b) FKM/MWCNT-A, (c) FKM/RGO和(d) FKM/MWCNT-A/RGO复合材料的SEM图像。
图8. FKM、FKM/MWCNT-A、FKM/RGO和FKM/MWCNT-A/RGO复合材料的(a)储能模量和(b) tan 。
图9. FKM、FKM/MWCNT-A、FKM/RGO和FKM/MWCNT-A/RGO复合材料的电导率。
图10. FKM、FKM/MWCNT-A、FKM/RGO和FKM/MWCNT-A/RGO复合材料的导热系数。
图11. (a) FKM/MWCNT-A和(b) FKM/MWCNT-A/RGO复合材料交联机理示意图。
图12. MWCNT-A和RGO用不同方法处理时的FTIR光谱。
相关研究成果由温州大学化学与材料工程学院、浙江省皮革工程重点实验室Yurou Chen等人于2022年发表在Composites Part C: Open Access (https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100245)上。原文:Enhancing the mechanical properties of fluororubber through the formation of crosslinked networks with aminated multi-walled carbon nanotubes and reduced graphene oxides。
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