室温硫化硅橡胶复合材料的制备及性能-论文.pdf

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1、力口工·应用合CH成IN橡A胶工SY业NT，2H0E1T3IC—03R—U1B5B，3E6R(2)I：N1D11US—T1R1Y4石墨烯／室温硫化硅橡胶复合材料的制备及性能董建，张倩，陈广新，李克鹏(泰山医学院化工学院，山东泰安271016)摘要：采用水合肼对氧化石墨进行还原获得石墨烯，通过高速剪切分散法将石墨烯分散到Ot，m一羟基聚二甲基硅氧烷中，固化后得到石墨烯／室温硫化(RTV)硅橡胶复合材料。对石墨烯和复合材料的微观形貌进行了表征，并考察了复合材料的性能。结果表明，所制备石墨烯的厚度为1～3nm，为具有较少层数的石墨烯片层结构；复合材料断面呈微相分离

2、结构，但其差示扫描量热曲线只有1个玻璃化转变温度()。随着石墨烯用量的增加，复合材料的，升高，结晶熔点降低。石墨烯对RTV硅橡胶有增强作用，当石墨烯的质量分数为O．5％时，复合材料的拉伸强度达到0．35MPa，较纯RTV硅橡胶的拉伸强度提高了67％。关键词：石墨烯；室温硫化硅橡胶；复合材料；微观形貌；力学性能；玻璃化转变温度中图分类号：TQ333．93文献标志码：B文章编号：1000—1255(2013)O2—0111—04石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维级，济南国邦化工有限公司产品；正硅酸乙酯，平面碳纳米材料⋯，特殊的单原子层结构赋予其分析纯，国药

3、集团化学试剂有限公司产品；二丁优异的力学、电学和热学等性能。过去的几年中，基二月桂酸锡，天津市广成化学试剂有限公司石墨烯已经成为备受瞩目的国际前沿和热产品。点，其中石墨烯复合材料的研究是国内外学1．2试样制备者关注的热点之一。与碳纳米管相比，石墨烯石墨烯称取100mg氧化石墨放入装有的导电性能和强度更高，且成本低廉，可加工性100mL蒸馏水的250mL三口烧瓶中，超声波振好，避免了碳纳米管研究和应用中难以逾越的手荡1h，加入1g水合肼，100cI=下搅拌、回流24h，性控制、金属型和半导体型分离以及催化剂杂质经过滤、洗涤、干燥后得到石墨烯。等难题。因此，石墨

4、烯有望代替碳纳米管成为石墨烯／RTV硅橡胶复合材料基本配方聚合物基碳纳米复合材料的优质填料，但国内外(质量份)为PDMS100，石墨烯0．5，正硅酸乙酯对石墨烯／硅橡胶复合材料体系的研究报道极5，二丁基二月桂酸锡1。将石墨烯加入到PDMS少。本工作采用高速剪切方法，将石墨烯分散中，采用高剪切分散乳化机剪切分散lh，使到ot，∞一羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)中，固化PDMS和石墨烯充分混合。然后加入正硅酸乙后得到石墨烯／室温硫化(RTV)硅橡胶复合材酯，利用搅拌器在1500r／min的转速下分散料，并对复合材料的形貌和力学性能进行了分析5min，再加入二丁基

5、二月桂酸锡，在1500r／min与表征。的转速下分散2min，将混合好的胶料倒人聚四氟乙烯模具中，一并置于真空干燥箱中脱气后取出。1实验部分1．1原材料收稿日期：2012—11—30；修订日期：2013一O1—25。氧化石墨，实验室自制(Hummers法)；水作者简介：董建(1976一)，女，山东济南人，博士，教授。主要从事硅橡胶改性及生物医用材料研究，已发表论文2O余篇。合肼，分析纯，天津市巴斯夫化工有限公司产基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目品；PDMS，数均摩尔质量约为50kg／mol，工业(BS2010CL045)。·114·合成橡

6、胶工业第36卷effectinatomicallythincarbonfilms[J]．Science，2004，306马文石，邓帮君．纳米功能化石墨烯／室温硫化硅橡胶复合(5296)：666—669．材料的制备与表征[J]．复合材料学报，2011，28(4)：40—[2]ServiceRF．Carbonsheetsanatomthickgiverisetographene45．dreams[J]．Science，2009，324(5929)：875—877．HummersWS，OffemanRE．Preparationofgraphiticoxide[3]

7、KimKS，ZhaoYue，JangHouk，eta1．Large-scalepattern[J]．JAmChemSoc，1958，80(6)：1339．growthofgraphenefilmsforstretchabletransparentelectrodesMeyerJC。GeimAK，KatsnelsonMI，eta1．Thestructureof[J]．Nature，2009，457(7230)：706—710．suspendedgraphenesheets[J]．Nature，2007，446(7131)：[4]KimH，AbdalaAA，Ma

8、coskoCW．Graphene／polymerna