為制備石墨/丁腈膠乳納米復合材料,首先采用超聲波粉碎處理膨脹石墨來制備石墨納米薄片,然后對直接共混、通過低聚物液體丁腈膠乳預處理石墨、以ｂｉｎｇ酮作為溶劑進行溶液共混、采用不同表面活性劑進行乳液共混的方法進行了對比研究。2009年我國丁腈膠乳出口量減少明顯，主要受金融危機影響，國內(nèi)市場需求銳減。結果表明,ｃｈｏｕ次提出的乳液共混法(LCM法)可成功地制備石墨/丁腈膠乳納米復合材料。電鏡觀察及XRD分析結果說明,采用十二烷基磺酸鈉穩(wěn)定納米石墨水懸浮液,并與丁腈膠乳乳膠共混共沉制備的石墨/丁腈膠乳納米復合材料中,石墨分散均勻,片層的聚集體尺寸更小,達到了納米片層的尺度,而且同時存在橡膠大分子插層、表面活性劑插層以及未插層的多種石墨分散結構。通過力學性能、動態(tài)力學性能、功能性能的測試,發(fā)現(xiàn)石墨/丁腈膠乳納米復合材料具有大幅提高的力學性能,在10 phr的石墨用量內(nèi),納米復合材料的硬度、定伸應力及拉伸強度均隨著石墨用量的增加而明顯提高,斷裂伸長率則有所下降;納米石墨的加入對復合材料的動態(tài)儲能模量有明顯的增強其效果,特別是在橡膠態(tài)下,納米復合材料的動態(tài)模量比純膠大幅度提高,而且隨著石墨用量的增加,納米復合材料的玻璃化轉變溫度明顯向高溫方向移動;復合材料的摩擦系數(shù)降低,磨損性能大大提高;復合材料還具有多樣的功能特性,如優(yōu)異的耐磨性能、優(yōu)異的氣體阻隔性能、一定的導電性能及導熱性能等。

采用Na H/Et3Si Cl體系和反應加工方法對丁腈膠乳和天然橡膠進行化學改性,得到兩種ｇｕｉ烷化改性橡膠:ｇｕｉ化改性丁腈膠乳(Si-NBR)、ｇｕｉ化改性天然橡膠(Si-NR)。PTFE分散液的加入，提高了乳聚丁ｂｅｎ橡膠的耐油性，且其耐油性與PTFE分散液含量基本呈正比關系。ｇｕｉ化丁腈膠乳(Si-NBR)是以丁腈膠乳為基體,選用氫化ｎａ(NaH)/三氯ｇｕｉ(Et3SiCl)體系,采用反應加工方法,在哈克轉矩流變儀中進行制備的。此方法有效避免了有機溶ｊｉ的使用,大大降低了能源的消耗。反應溫度控制在90℃左右,總的反應時間為30min。采用傅里葉紅外光譜對產(chǎn)物進行結構表征,發(fā)現(xiàn)在NBR橡膠分子鏈中成功引入-Si Et3基團。

通過物理共混的方式,采用橡膠乳液對機油濾紙增強用酚醛樹脂進行改性,研究不同體系橡膠乳液與用量對機油濾紙用酚醛樹脂增強增韌性能的影響。G-O在EPDM和EPDM/PR共混物中均勻分散，可能歸因于EPDM與G-O匹配的表面能以及低界面能。通過掃描電鏡(SEM)和紅外光譜(FT-IR)表征不同橡膠乳液增韌體系對酚醛樹脂微觀形貌的影響以及共混體系的化學結構。結果表明,羧基丁腈膠乳復配體系的增強增韌效果最佳,當其用量為酚醛樹脂的7.5%(質(zhì)量分數(shù))時,共混體系增強后機油濾紙的綜合性能最優(yōu),浸漬后機油濾紙的綜合強度性能均優(yōu)于純酚醛樹脂體系。SEM和FT-IR結果表明,由于羧基丁腈膠乳分子結構中含有大量的羧基,使得其與酚醛樹脂具有較好的相容性并能與酚醛樹脂發(fā)生化學鍵合,分子結構中的羧基是造成羧基丁腈膠乳性能優(yōu)于其他橡膠體系的主要原因。

羧基液體丁腈膠乳的制備方法，包括以下步驟：一、將聚合釜抽真空，加入乙醇及丙ｘｉ腈，加入過氧化戊二酸，迅速升溫至80℃-90℃；二、再次加入過氧化戊二酸，反應2-3h；三、聚合所得膠液在洗滌釜內(nèi)用水及乙醇洗滌，干燥，減壓脫水脫氣，即得端羧基液體丁腈膠乳。丙ｘｉ酸酯橡膠中:0～10phr),復合材料的力學性能逐漸提高,其中以定伸應力的提高最為顯著。本發(fā)明提供的端羧基液體丁腈膠乳的制備方法，以過氧化戊二酸為引發(fā)劑、乙醇為溶劑制備端羧基液體丁腈膠乳重復性較好，所得產(chǎn)品粘度較低，收率較高，分子量分布比較均一。