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石墨烯具有优异的物理机械性能,近几年来作为一种新型填料被广泛应用于橡胶补强。然而,如何实现通过简单高效的机械共混制备橡胶/石墨烯纳米复合材料以及如何改善石墨烯和非极性橡胶之间界面相互作用是发挥石墨烯优异补强性能需要解决的两个重要问题。本研究内容主要围绕这两方面展开。首先通过―先胶乳共混共沉淀再原位界面改性‖的方法分别制备了油胺改性的丁苯橡胶(SBR)/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料以及十八胺改性的SBR/GO纳米复合材料;通过FTIR,Raman,XPS等测试证明油胺和十八胺主要以共价键和离子键的形式接枝到GO片层表面和边缘而且对GO有微弱的还原效应;两种烷基胺的原位接枝均能改善GO片层在SBR基体中的分散及二者的界面结合;硫化性能测试表明烷基胺的原位接枝能显著提高SBR/GO复合材料的硫化速率但会降低复合材料的交联密度;静态力学性能测试结果表明经过原位界面改性后SBR/GO复合材料的拉伸强度,定伸模量,撕裂强度,邵氏硬度均有提高;动态力学性能测试表明,改性后复合材料的动态储能模量明显提高,损耗因子下降;Mooney-Rivilin方程和Nint-Strain方程对复合材料界面相互作用的定量化评估结果显示三种体系复合材料中油胺改性体系的界面相互作用最强,十八胺改性体系次之,未改性体系最弱;最后通过红外光谱证明了在油胺改性体系中存在共价键形式的界面交联结构是其具有最佳力学性能的原因。其次,我们首先报道了通过―淤浆法‖制备橡胶/GO纳米复合材料。先用溶剂交换法制备了以丙酮为溶剂,浓度为40~50 mg/m L的GO淤浆以及双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)改性的GO淤浆;XRD测试结果显示在两种淤浆中丙酮小分子均能插入GO的层间扩大GO的层间距,Si69的引入能进一步扩大GO的层间距而且Si69可以和GO表面的羟基发生水解缩合反应接枝到GO表面;将此淤浆和丁腈橡胶(NBR)在开炼机上直接共混制备了NBR/GO复合材料;SEM和TEM分析结果表明淤浆法可以实现GO在NBR基体中的纳米级分散但不能完全抑制GO的团聚;加入Si69能改善GO的分散以及GO与NBR之间的界面结合;静态力学测试和动态力学性能测试表明GO的加入能显著提高复合材料的拉伸强度,定伸模量,撕裂强度和动态储能模量。Mooney-Rivilin方程和Lorenz-Park方程证明了Si69能有效改善GO和NBR之间的界面相互作用。