研究和评论:工程和技术雷竞技苹果下载杂志》上
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ISSN: 2319 - 9873
+ 44 7456 035580集集亚伯拉罕1,玛雅M。乔治G, Soney C2*,Nandakumar Kalarikkal1和萨布托马斯1*
1国际和国米大学纳米科学和纳米技术中心,圣雄甘地大学,P。维山,戈德喀拉拉邦,686560年,印度
2纳米科学和纳米技术中心AmalJyothi工程学院,戈德喀拉拉邦,印度
收到:02/06/2015接受:30/06/2015发表:15/07/2015
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丁苯橡胶复合材料和碳纳米管和热降低石墨烯的混合物是准备和形态,机械和复合材料的介电性能进行了研究。本研究的目的是了解分散和混合填料在橡胶基体的强化行为。改善力学性能的石墨烯是由于良好的分散和改善兼容矩阵。形成的混合填料网络表现出协同效应的提高电气以及各种机械性能。这种方法提供了一个简单的途径提高碳纳米管的分散,改善聚合物复合材料的电性质。得出介绍CNT-SBR热降低石墨烯的复合材料可以改善复合材料的力学性能的最佳浓度石墨烯后,性能会减弱由于石墨烯的集聚。
SBR、热降低石墨烯混合填料,协同效应。
碳同素异形体是碳质材料在纳米级别,被广泛用作纳米填料来改善聚合物复合材料的整体性能1]。各种碳同素异形体碳纳米管和石墨烯之间有特殊兴趣,因为他们发现(2,3]。在过去的十年中,碳纳米管(碳纳米管)已经引起了相当大的关注由于其独特的纳米结构和优异的物理性质包括热机械、电气和光学性质(4- - - - - -6]。他们被广泛用作纳米聚合物复合材料的填料来改善各种属性(7,8]。
石墨烯是一种二维纳米结构与板几何和高纵横比,这是广泛使用的导电增强填料(9]。额外的普通矩阵的性质的改善石墨烯的合作是由于其平面结构和高纵横比导致从纳米颗粒均匀应力转移矩阵,同时加载(10]。
尽管碳纳米管和石墨烯杰出的机械、热学和光学性质,他们有自己的画。在问的处理面临的主要问题包括他们倾向于形成团聚体之间由于范德华力吸引个人管(11]。所以均匀分散和均匀分布的问聚合物矩阵是一个具有挑战性的任务。另一方面石墨烯具有其放置产权的问题(12]。趋势之一是将其整合成一套混合结构,这将产生多功能材料。相似的结构和物理性质在碳纳米管和石墨烯之间,他们的杂交会改善复合材料的性能。调查在字母或基于碳纳米管聚合物复合材料主要集中在各种聚合物,如热塑性塑料、环氧树脂和橡胶13- - - - - -18]。导电橡胶等领域急需的ESD(静电放电)和EMI(电磁干扰)屏蔽材料、电子产品包装、通讯天线,手机部件和频率屏蔽涂料用于飞机和电子(19- - - - - -21]。
本研究的目的是整合MWCNT的混合结构和石墨烯对SBR和调查其影响矩阵。我们演示了两个CNT碳同素异形体和石墨烯之间的协同效应,并提供简单的策略处理通过研磨在玛瑙研钵中,不需要化学功能化的碳纳米管和有机溶剂,有毒化学物质和表面活性剂。
丁苯橡胶(Synaprene 1502) 25%的苯乙烯内容被用于这项研究。MWCNT获得Nanocyl,比利时是用作填料。管的直径范围从10到20 nmμm平均长度是1.5。材料的碳含量是90%,其余是金属氧化物(杂质)。热降低石墨烯的制备、石墨粉与粒径< 20毫米,浓硫酸(硫酸,98%)、过硫酸钾(K2年代2O8)、五氧化二磷(P2O5)、盐酸(HCl)、高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2从西格玛奥德里奇,30%)购买。氧化锌(氧化锌)、硬脂酸、二硫化Tetramethylthiuram(福美双),2,2 'dibenzothiazyldisulfide或2,2’-Dithiobisbenzo噻唑(主战坦克)和硫在这项研究中的应用是工业等级。所有的材料都是直接使用前未经纯化。
制备石墨烯热减少。
氧化石墨(去)准备根据修改后的悍马方法(22]。干去样本热在300ºC管式炉中20分钟获得热降低石墨烯(丹)。
制备的混合动力车
热合作为接受没有任何进一步的治疗。碳纳米管与热降低石墨烯通过研磨混合在一个30分钟的玛瑙研钵。这里问的是作为1 phr和量热降低石墨烯从0.125 phr到0.5 phr不等。
CNT-TrG / SBR纳米复合材料的制备
SBR的混合和混合纳米填料是在实验室规模的两辊开炼机完成的。给出了不同混合的配方表1。治疗复合样品的属性使用移动死流变仪测定温度160ºC。样本然后模压用电热液压机的压力下120酒吧在160ºC。
表1:制备纳米复合材料的成分。
治疗特点
表2和图1介绍了治疗的结果测试。其中包括最佳治疗时间(t90),烧焦时间(ts2),最小转矩(ML),最大扭矩(MH)和Δ扭矩(ΔM)和治愈率指数(CRI)。最大扭矩和扭矩的结果差异表现出一种增加的趋势随着MWCNT /丹的丹加载包含纳米复合材料混合。最大扭矩可以视为衡量股票的模量的材料23)和转矩的不同程度的假定,可以作为衡量交联(24]。所以混合填料的加入有利于橡胶的交联密度。是丹的数量增加了网络的形成MWCNT很容易,这就导致MWCNT的均匀分布矩阵。这个网络混合填料限制聚合物链的流动性,从而提高复合材料的刚度。固化时间在低载荷的丹小于复合没有丹。但在丹加载治愈时间增加而增加。
表2:治愈SBR硫化胶的特点。
图1:治愈SBR硫化胶的特点。
机械性能
图2说明了典型的应力-应变响应SBR复合材料具有相同的内容MWCNT (1 phr)和不同数量的丹。与纯SBR对混合填料复合材料的力学性能有所改善。在抗拉强度增加而增加丹加载到一个特定的水平却降低了。所示图2而在表3抗拉强度的SCG2 SCG0样本的样本相比增加了49.5%。这是由于连续网络形成MWCNT的帮助下丹所示图3。进一步增加丹减少了抗拉强度由于复合材料应力集中中心的形成。因为丹,碳纳米管是完全分散在聚合物基质和外部拉伸负荷有效地传播给TrG-CNT填料在聚合物矩阵。建议从这些结果丹的强化效果和问可以充分利用TrG-CNT / SBR复合材料。
图2:SBR复合材料的应力-应变响应具有相同的内容MWCNT (1 phr)和不同数量的丹。
图3:示意图表示显示网络形成的混合填料SBR矩阵。
表3:抗拉强度和断裂伸长率值不同的复合材料。
形态分析
图4显示骨折的SEM显微图填充SBR硫化胶的表面形态。的断裂表面SCG0 (图4一)略粗糙与频繁的山脊线上显示裂纹扩展的方向。粗糙表面观察SCG2化合物(图4 b)表明,矩阵撕裂导致更高的抗拉强度。随着加载丹,断裂表面显示分散不匀,附着力填充矩阵。有城市群和显著的超然的填料填充复合。更大的分离(盘旋)中可以看到橡胶化合物0.5 phr丹(图4 c)。黑洞的形成表明,由此产生的填料脱落导致抗拉强度的降低和增加丹加载。因此,增加丹高于0.25 phr减少填料之间的相互作用,导致可怜的填料分散。这个观察验证前面讨论的拉伸的结果。
图4:拉伸断口表面的SEM显微图(a) SCG0 (b) SCG2 SCG3 (c)。
介质的研究
交流电导率和介电常数的变化作为丹的函数加载了图5。通常情况下,复合材料的电导率增加随着丹含量增加,从而导致介质介电常数的增加(25,26]。改进后的电导率与丹加载的形成是由于导电网络问。对于SCG0样本问粒子几乎没有联系所以连续网络形成CNT的挑战性。雷竞技网页版但在丹艾滋病的合作网络问的形成和提高电导率。随着丹内容增加,邻GNS碎片开始相互接触,形成导电通道。雷竞技网页版改进的εr可以归因于麦克斯韦−−瓦格纳风格(多工作站系统)的影响25]。随着GNS内容的增加,显著提高多工作站系统极化。因此,合成复合材料的介电常数迅速增强,这是很正常的在导电填料填充复合材料。
图5:交流各种SBR纳米复合材料的电导率和介电常数。
总之我们有捏造进行弹性SBR矩阵结合MWCNT和丹。通过丹表和碳纳米管之间的强烈的亲和力,优秀的分散的碳纳米管在SBR基体已经达到0.25 phr加载的丹。包含混合填料SBR复合显示协同效应与优越的力学性能比单一CNT - SBR复合。独特的架构可以为有利的分散的碳纳米管和丹提高增援部队之间的荷载传递和SBR矩阵。机械和电气性能改善是由于协同分散丹和碳管之间强烈的界面混合填料与橡胶之间的相互作用矩阵。
