石墨烯的制備及在橡膠中的應(yīng)用

1、石墨烯的制備及在橡膠中的應(yīng)用姓 名：羅 鵬班 級(jí)：材料加工工程學(xué) 號(hào)：20150200661. 緒論1.1 石墨烯的性能石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，于2004年由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈蓋姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫成功從石墨中分離出來(lái)，以此證實(shí)了它可以單獨(dú)存在，他們這項(xiàng)成果也打破了在20世紀(jì)30年代，Peiers和Landau認(rèn)為由于熱力學(xué)不穩(wěn)定性而不可能存在這種二維晶體的傳統(tǒng)理論。據(jù)陳瑩瑩等1報(bào)道，石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它具備了許多特性，石墨烯的理論比表面積高達(dá)2.6103 m2 /g，優(yōu)異的導(dǎo)熱性能3103 W/( mK)，力學(xué)性能1.0610

2、3 GPa，楊氏模量為1.0 TPa。在已知材料中，石墨烯具有最高的強(qiáng)度130 GPa，是鋼的100多倍。石墨烯具有穩(wěn)定的正六邊形晶格結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，室溫下的電子遷移率高達(dá)1.5104 cm2 /( Vs)，比目前使用的半導(dǎo)體材料銻化銦的最大遷移率高兩倍，比商用硅片的最大遷移率高10倍。此外，石墨烯還具有很高的光透射率（可達(dá)97.7%）、室溫量子隧道效應(yīng)、反常量子霍爾效應(yīng)。1.2 石墨烯的制備方法目前，伴隨著對(duì)石墨烯越來(lái)越多的研究，同時(shí)也產(chǎn)生了一系列的制備方法。1.機(jī)械剝離法：機(jī)械剝離法是最早制備石墨烯的一種方法。Novoselov 在首次發(fā)現(xiàn)石墨烯時(shí)就是使用的該方法。在實(shí)驗(yàn)中，首先

3、將石墨片剝離出石墨，繼而將石墨片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，在撕開(kāi)膠帶的同時(shí)將石墨片分開(kāi)。不斷進(jìn)行這樣的機(jī)械力剝離操作，得到的石墨片越來(lái)越薄，最終得到的就是僅由一層碳原子構(gòu)成的石墨烯，石墨烯層的尺寸為d3 nm，約100 m 長(zhǎng)，并且肉眼可見(jiàn)。機(jī)械剝離法的方法易于操作，但是制備得到的石墨烯尺寸有限，并且無(wú)法控制石墨烯的層數(shù)，且產(chǎn)量不高。2.外延生長(zhǎng)法：Berger 等通過(guò)高溫加熱大面積的單晶SiC 使石墨烯生長(zhǎng)于其上，在超真空或常壓下脫除Si 留下C，繼而得到與原SiC 差不多面積的石墨烯薄層。在研究外延生長(zhǎng)制備石墨烯的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，可用作石墨烯襯底的材料種類很多，分為非金屬類襯底(包括SiC、

4、SiO2、GaAs 等) 和金屬類襯底(包括Cu、Ni、Co、u、Au、Ag等)。Sprinkle和Heer研究小組采用在超高真空下加熱至1000 去除表面氧化物，再在SiC表面通過(guò)加熱來(lái)促使石墨烯的生長(zhǎng)。Emtse等使用常壓下SiC表面生長(zhǎng)石墨烯，得到的石墨烯在T = 27 K 的電子遷移率可達(dá)2000 cm2V-1S-1，室溫下可達(dá)2700 cm2V-1S-1。但是外延生長(zhǎng)法制得的石墨烯仍然無(wú)法達(dá)到均一厚度，并且使用的襯底材料不同也會(huì)對(duì)石墨烯的生長(zhǎng)有不同的影響，促使石墨烯不易從襯底材料上分離開(kāi)來(lái)。因此，此制備方法仍然需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)與研究。3.金屬催化法：金屬催化法是指固態(tài)或氣態(tài)碳源在一定的

5、溫度、壓強(qiáng)及催化劑的作用下在基底上直接生成石墨烯的方法，常用的有化學(xué)氣相沉積( CVD) 法和金屬催化法兩種方法。中科院金屬所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家( 聯(lián)合) 實(shí)驗(yàn)室任文才團(tuán)隊(duì)采用貴金屬鉑生長(zhǎng)基體，以低濃度甲烷和高濃度氫氣通過(guò)常壓CVD 法，成功制備出了毫米級(jí)六邊形單晶石墨烯及其構(gòu)成的石墨烯薄膜。通過(guò)該研究組發(fā)明的電化學(xué)氣體插層鼓泡法，可將鉑上生長(zhǎng)的石墨烯薄膜無(wú)損得轉(zhuǎn)移到任意基體上。轉(zhuǎn)移得到的石墨烯具有很高的質(zhì)量，將其轉(zhuǎn)移到Si /SiO2基體上制成場(chǎng)效應(yīng)晶體管，測(cè)量顯示該單晶石墨烯室溫下的載流子遷移率可達(dá)7100 cm2 V-1S-1。該方法操作簡(jiǎn)單、速度快、無(wú)污染，并適于釕、銥等貴金屬以及銅、鎳

6、等常用金屬上生長(zhǎng)的石墨烯的轉(zhuǎn)移，金屬基體可重復(fù)使用，可作為一種低成本、快速轉(zhuǎn)移高質(zhì)量石墨烯的普適方法。為石墨烯在高性能納電子器件、透明導(dǎo)電薄膜等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。通過(guò)CVD 法可以制備大面積高質(zhì)量的石墨烯，但此方法仍然存在一些問(wèn)題有待解決: C 在催化金屬中的溶解度、保溫時(shí)間和冷卻速度等，且由于CVD 法采用的是氣體碳源，碳源不可控，所以制備的石墨烯的層數(shù)無(wú)法精確控制。以固體碳源為主的金屬催化法通過(guò)碳源的可控來(lái)達(dá)到精確控制石墨烯在制備過(guò)程中的層數(shù)要求。目前，采用的固態(tài)碳源主要包括非晶碳、富勒烯及類石墨碳等。Somani等用化學(xué)氣相沉積法，以樟腦為碳源，在850的高溫條件下，在鎳箔上

7、沉積碳原子，由鎳箔在爐腔中自然冷卻制備出石墨烯，該方法獲得的石墨烯較厚，約有35層。Fujita等采用非晶碳為碳源利用液態(tài)金屬鎵進(jìn)行催化制備石墨烯，在液態(tài)鎵和非晶碳的接觸面上形成了410 層石墨烯，證明了液態(tài)鎵可以作為催化劑來(lái)制備碳納米管( CNT) 或Graphene( 石墨烯) ，但是液態(tài)鎵催化制備石墨烯的過(guò)程及機(jī)理還不清楚。固體碳源金屬催化法制備過(guò)程中可以通過(guò)控制碳源來(lái)控制石墨烯所需層數(shù)，且通過(guò)不同的金屬催化劑的選擇可以實(shí)現(xiàn)制備大尺寸的石墨烯?，F(xiàn)在已有科學(xué)家對(duì)于外延生長(zhǎng)法及金屬催化法中石墨烯與各類襯底之間的作用機(jī)理進(jìn)行研究，包括襯底界面與石墨烯生長(zhǎng)之間原子成鍵的相互作用及機(jī)理、晶格匹配、

8、電子交換與轉(zhuǎn)移; 對(duì)于不同形貌的界面結(jié)構(gòu)與石墨烯原子之間的作用等對(duì)于石墨烯生長(zhǎng)的影響; 襯底材料為金屬時(shí)的活潑性對(duì)石墨烯生長(zhǎng)的影響; 襯底結(jié)構(gòu)、形貌等對(duì)石墨烯的結(jié)構(gòu)與帶隙的影響等問(wèn)題。4淬火法：淬火法制備石墨烯的原理是通過(guò)在快速冷卻過(guò)程中造成內(nèi)外溫度差產(chǎn)生的應(yīng)力，使得物體出現(xiàn)表面脫落或裂痕，繼而使得石墨烯從石墨上剝落下來(lái)。Lee等以HOPG( Highly Oriented Pyrolytic Graphite，高定向熱解石墨) 為原料，以碳酸氫銨溶液為媒介，采用淬火技術(shù)成功地制備了單層和多層石墨烯。與機(jī)械剝離法相比可以在短時(shí)間內(nèi)獲得較多石墨烯。但是制備所需的HOPG也同時(shí)增加了制備所需的成本

9、。田春貴課題組找到的膨脹石墨作為一種價(jià)格低廉的替代品并使用淬火法成功制備了高質(zhì)量的石墨烯。膨脹石墨由于層間含有插層的無(wú)機(jī)離子，膨脹石墨層間距較大，層間作用力較弱，更容易剝離。為了使膨脹石墨有效剝離，他們使用了氨水和肼為淬火介質(zhì)。導(dǎo)電原子力表征指出該方法制備的石墨具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，大約為氧化石墨還原法制備的石墨烯的幾十倍。通過(guò)反復(fù)的淬火處理，80%的膨脹石墨可轉(zhuǎn)化為石墨烯和多層石墨烯。5.制備石墨烯的其他方法直接燃燒法，Chakrabrati將金屬鎂至于放有干冰的容器內(nèi)進(jìn)行燃燒，制備得到高產(chǎn)量的少層石墨烯薄片。相比于其他方法，此方法操作簡(jiǎn)單，具有較大的潛力，但此方法使用的二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的

10、主要原因，且仍然未能解決石墨烯層數(shù)可控制備、量化生產(chǎn)的目的。電化學(xué)方法該方法對(duì)于環(huán)境友好，所制備的石墨烯的形狀可以隨著模板形狀的改變而改變。原位自生模板，具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和可控、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。超聲分散法能夠制得質(zhì)量較好的石墨烯，但不易提純。電弧法可用來(lái)大量生產(chǎn)富勒烯和碳納米管，但制得的石墨烯中含有其他碳材料，且無(wú)法得到尺寸大且為單層的石墨烯。近期，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的劉云圻教授所在的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)借鑒電弧法制備可控碳納米管與化學(xué)氣相沉積法制備可控石墨烯的成功經(jīng)驗(yàn)，利用催化電弧法實(shí)現(xiàn)了克量級(jí)石墨烯的生長(zhǎng)。超薄切片法是對(duì)聚丙烯腈( PAN) 基碳纖維進(jìn)行超薄切片來(lái)制備石墨烯的方法。Kim

11、等使用直接還原CO 的方法制備得到石墨烯片層。除以上幾種制備方法之外，近幾年有大量使用激光制備石墨烯的研究，以不同功率的激光器代替誘發(fā)石墨烯剝離的誘因，如激光誘發(fā)化學(xué)氣相沉積、外延生長(zhǎng)、氧化還原及激光與碳納米管的相互作用的方法來(lái)制備石墨烯，但是仍然無(wú)法解決精確控制石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)以及尺寸等問(wèn)題。通過(guò)以上對(duì)于石墨烯制備方法的綜述可知，石墨烯不但引起了全球科學(xué)家的研究熱潮，基于先前研究人員對(duì)于石墨烯的經(jīng)典制備方法，近期研究人員已結(jié)合自身的實(shí)際研究條件和成果要求，石墨烯的制備方法不斷推陳出新，其制備方法更不斷地將向石墨烯尺寸、層數(shù)可控、降低制備成本、提高石墨烯產(chǎn)量高以及綠色節(jié)能環(huán)境友好的方向推進(jìn)。2

12、. 石墨烯在橡膠中的應(yīng)用2.1 氧化石墨烯改性蒙脫土對(duì)天然橡膠性能的影響由李何青等2可知，以蒙脫土和氧化石墨烯/蒙脫土作為填料制備的天然橡膠復(fù)合材料，在考察了混煉膠的硫化性能，硫化膠的力學(xué)性能、耐磨性能、溶脹指數(shù)和交聯(lián)密之后，得到如下結(jié)果：蒙脫土（MMT）和氧化石墨烯/蒙脫土（MC）均可以提高復(fù)合材料的性能，但是MC的效果要好于MMT。含有MMT和MC的膠料，隨著添加量的增加，t10和t90出現(xiàn)下降趨勢(shì)，而硫化指數(shù)上升，這是因?yàn)楦男约句@鹽參與了氧化鋅、硫磺和各種促進(jìn)劑的硫化中間絡(luò)合物的反應(yīng)，從而提高了硫化速度，而MC/NR高于MMT/NR。這說(shuō)明石墨烯可以提高M(jìn)MT在天然橡膠中的分散性能，增加

13、MMT與橡膠分子鏈之間的相互作用力。2.2 石墨烯對(duì)天然橡膠硫化動(dòng)力學(xué)的影響從Jinrong Wu等3對(duì)石墨烯的研究中，我們可以得知，他們首次詳細(xì)地研究了石墨烯對(duì)使用硫磺硫化體系的天然橡膠的硫化動(dòng)力學(xué)的影響。他們通過(guò)改性膠乳混合的方法制備石墨烯/天然橡膠納米復(fù)合材料，得到的結(jié)果是，這種方法有效地使石墨烯在天然橡膠中分散開(kāi)來(lái)，硫化儀和DSC測(cè)試的結(jié)果表明天然橡膠中少量石墨烯的加入就使天然橡膠的硫化動(dòng)力學(xué)發(fā)生了很大的變化，硫化過(guò)程的誘導(dǎo)期受到了抑制，然后明顯的發(fā)生下降，在相同的硫化時(shí)間的條件下，硫化速度首先增加而后降低。這兩方面的因素的影響導(dǎo)致了最佳固化時(shí)間的顯著減小而后有輕微的上升。在硫化時(shí)，未

14、填充天然橡膠和含有0.3phr石墨烯的石墨烯/天然橡膠納米復(fù)合材料都展現(xiàn)了一個(gè)單獨(dú)的放熱峰，然而在含有更多的石墨烯時(shí)卻分裂成雙峰，并猜測(cè)可能的原因是硫化劑的物理擴(kuò)散。因此，兩個(gè)放熱峰歸因于兩個(gè)反應(yīng)階段，即化學(xué)反應(yīng)控制階段和擴(kuò)散控制階段。化學(xué)反應(yīng)控制階段較擴(kuò)散階段擁有更低的活化能，石墨烯的加入降低了化學(xué)反應(yīng)控制階段的活化能，而對(duì)擴(kuò)散控制階段的活化能有著相反的作用。最后，他們猜測(cè)了一種機(jī)理來(lái)解釋石墨烯對(duì)天然橡膠的促進(jìn)作用。為了應(yīng)對(duì)橡膠材料新的應(yīng)用需求，Wang Xing等4研究了通過(guò)改性膠乳混合的方法制備具有多功能的石墨烯/丁苯橡膠（GE/SBR）納米復(fù)合材料，而且增強(qiáng)了它的機(jī)械強(qiáng)度。他們發(fā)現(xiàn)GE

15、和SBR之間有很強(qiáng)的界面相互作用，且GE/SBR納米復(fù)合材料擁有增強(qiáng)了很大的機(jī)械強(qiáng)度、低的熱積累、增強(qiáng)了的耐磨性和熱穩(wěn)定性、卓越的氣體阻隔性和導(dǎo)電性。這些性能使GE/SBR納米復(fù)合材料成為一種有前途的新材料，它可以用于綠色輪胎和電子包覆層。2.3 減熱氧化石墨烯的制備及天然橡膠性能的影響據(jù)Aguilar等5報(bào)道，加工工藝是一種制備天然橡膠（NR）和減熱氧化石墨烯（TRGO）復(fù)合材料革新的選擇。為了使材料的性能得到提升，不可或缺的是制備穩(wěn)定的TRGO懸浮液。在他們的研究中，探究了作為離子型的十二烷基硫酸鈉（SDS）和非離子型的聚丙二醇-環(huán)氧乙烷共聚物127這兩種表面活性劑對(duì)TRGO在NR中的分散

16、以及對(duì)物理機(jī)械性能的影響。結(jié)果表明，被增強(qiáng)了的天然橡膠納米復(fù)合材料和擁有優(yōu)異物理機(jī)械性能的減熱氧化石墨烯通過(guò)膠乳加工工藝被制備出來(lái)，并且SDS表面活性劑對(duì)于制備這種表面活性劑是非常完美的。在SDS存在的條件下制備穩(wěn)定的TRGO懸浮液，這使得納米填料在膠乳基體中均勻分散開(kāi)來(lái)，這對(duì)材料性能的提高是至關(guān)重要的。含有3 phr TRGO的納米復(fù)合材料在高應(yīng)變的條件下，強(qiáng)度提高了近400%，并且形成了導(dǎo)電值接近10-6 S/cm的電子滲透網(wǎng)絡(luò)。2.4 納米石墨烯片對(duì)天然橡膠/三元乙丙橡膠復(fù)合材料性能的影響Jeefferie等6研究了聚乙撐亞胺（PEI）的吸附對(duì)納米石墨烯片在天然橡膠/三元乙丙橡膠（NR/

17、EPDM）納米復(fù)合材料性能上的影響。利用PEI的非公價(jià)表面處理的靈巧方法適用于改性石墨烯納米片（GNPs）。由于活性化學(xué)表面的出現(xiàn)和受到改性納米填料混合物基體的附加的橡膠-填料間的相互作用的誘導(dǎo)，GNPs-PEI的加入可以增強(qiáng)NR/EPDM的加工性能。GNPs-PEI很好地成為一種增強(qiáng)劑和彈性改良劑在GNPs-PEI和NR/EPDM之間的極性相互作用使PEI吸附在GNPs上。另外，由于吸附的PEI的填料記憶效應(yīng)增強(qiáng)了小片的分散，以此在拉伸負(fù)載期間促進(jìn)了獨(dú)特的應(yīng)力分布。填充的NR/EPDM混合物機(jī)械性能的增加不僅與混合物的交聯(lián)特性有關(guān)，并且與介紹到的改性GNPs-PEI在混合物基質(zhì)中其他機(jī)理有關(guān)

18、。另外，GNPs-PEI優(yōu)良的分散性為增強(qiáng)混合物的抗溶劑滲透性提供了曲折的方法。GNPs-PEI展示了一種與強(qiáng)的橡膠-填料聯(lián)接相匹配的極性，這也是破裂面出現(xiàn)納米級(jí)粗糙度的原因。2.5 氧化石墨烯對(duì)硅橡膠性能的影響潘良等7根據(jù)“微納米結(jié)構(gòu)”和“復(fù)合”的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，以室溫硫化硅橡膠(RTV)為基體，以化學(xué)修飾的多壁碳納米管（o-MWCNTs）和氧化石墨烯（GO）為導(dǎo)電介質(zhì)，用旋涂法在叉指電極上固定o-MWCNTs/GO/RTV復(fù)合薄膜，制成濕敏元件。由FTIR和TEM分析可知，混酸處理后的碳納米管端口打開(kāi)，比表面積增大，側(cè)壁和開(kāi)端處產(chǎn)生羧基和羥基等官能團(tuán)，有利于水分子的吸附，同時(shí)也有利于與GO表面的

19、基團(tuán)作用，形成三維的微納米結(jié)構(gòu)，從而提高了碳納米管與硅橡膠基體的相容性；分散性的觀察結(jié)果表明，o-MWCNTs/GO分散均勻且穩(wěn)定。濕敏性能研究結(jié)果表明，在室溫下，GO與o-MWCNTs的質(zhì)量比為1:3時(shí)復(fù)合薄膜具有較高的靈敏度和線性的感濕特性，其靈敏度為0.3152%RH；響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間較短，分別為4s和27s，呈現(xiàn)出快速的吸濕與脫濕的響應(yīng)速度。研究表明，o-MWCNTs/GO/RTV復(fù)合薄膜是較理想的濕度敏感材料，其傳感器可以應(yīng)用于很寬泛的濕度環(huán)境中檢測(cè)。2.6 改性氧化石墨烯的制備及天然橡膠的改性湯銀銀等8采用硅烷偶聯(lián)劑KH-550對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行改性，目的在于克服其易團(tuán)聚的缺陷及提高在

20、橡膠基體中的分散性。經(jīng)干燥研磨后的改性氧化石墨烯以機(jī)械共混的方法添加到橡膠中，制備改性氧化石墨烯/天然橡膠復(fù)合材料，研究其分散性，以及復(fù)合材料的力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)生熱性能。研究表明，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH-550改性后的氧化石墨烯層間距增大，結(jié)晶性減弱，可以有效地改善氧化石墨烯易團(tuán)聚的性能，且提高了其在天然橡膠中的分散性和界面結(jié)合性。改性氧化石墨烯/天然橡膠復(fù)合材料的焦燒時(shí)間和正硫化時(shí)間較氧化石墨烯/天然橡膠復(fù)合材料的縮短，最大扭矩提高，說(shuō)明改性后的氧化石墨烯提高了其與橡膠的交聯(lián)程度。與氧化石墨烯/天然橡膠復(fù)合材料相比，改性氧化石墨烯/天然橡膠復(fù)合材料的100%定伸應(yīng)力、300%定伸應(yīng)力拉伸強(qiáng)

21、度均有所提高。隨著氧化石墨烯、改性氧化石墨烯添加量的增加，氧化石墨烯/天然橡膠和改性氧化石墨烯/天然橡膠復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)溫度和損耗因子均逐漸升高，且氧化石墨烯/天然橡膠的比改性氧化石墨烯/天然橡膠的高。2.7 石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展烏皓等9對(duì)比了幾種不同復(fù)合方式制備復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn)及性能差異，分析了所存在的問(wèn)題及未來(lái)研究方向。通過(guò)對(duì)近幾年來(lái)相關(guān)研究的綜述，不難發(fā)現(xiàn)對(duì)于石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料的研究主要呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：（1）復(fù)合材料的制備更加注重環(huán)保，膠乳共混和機(jī)械共混已經(jīng)成為廣泛使用的復(fù)合方法。（2）對(duì)于復(fù)合材料的工業(yè)化制備有了一定進(jìn)展，但距離生產(chǎn)還有很大差距。（3）通過(guò)有效的復(fù)合手段

22、，可以讓石墨烯保持比較好的分散%表現(xiàn)出明顯的納米效應(yīng)。（4）越來(lái)越多的自組裝概念被用來(lái)解釋石墨烯/橡膠復(fù)合材料獨(dú)特的性能，并對(duì)性能來(lái)進(jìn)行調(diào)控。同時(shí)，對(duì)于石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料的研究還面臨著以下問(wèn)題和挑戰(zhàn)：（1）高質(zhì)量石墨烯的大批量制備以及石墨烯在基體中的單片層分散仍然是困擾石墨烯復(fù)合材料應(yīng)用的重要問(wèn)題。（2）大部分研究工作已經(jīng)建立了復(fù)合材料的性能與其結(jié)構(gòu)的初步關(guān)系，但是對(duì)于石墨烯分散層數(shù)與性能的定量關(guān)系還缺乏研究。（3）石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料雖然在性能上有很大優(yōu)勢(shì)，但是與炭黑等傳統(tǒng)填料相比，研究仍然停留在實(shí)驗(yàn)室階段，石墨烯/橡膠納米復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用效果還有待驗(yàn)證。2.8 氧化石墨烯對(duì)乳聚

23、丁苯橡膠性能的影響崔雋雷等10利用乳液插層復(fù)合法制備氧化石墨烯/乳聚丁苯橡膠（ESBR）復(fù)合膠，并應(yīng)用于工程機(jī)械輪胎胎面膠配方中，研究其對(duì)胎面膠性能影響。（1）利用乳液插層復(fù)合法制備的氧化石墨烯/ESBR復(fù)合膠為納米復(fù)合材料。（2）加入氧化石墨烯可延長(zhǎng)炭黑/ESBR復(fù)合材料的t90，且t90隨著氧化石墨烯用量的增大而逐漸延長(zhǎng)。（3）氧化石墨烯的加入增強(qiáng)了炭黑/ESBR復(fù)合材料的填料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)Tg影響不大;隨著氧化石墨烯用量的增大，納米復(fù)合材料G和E增大，tan峰值減小。（4）氧化石墨烯的加入改善了炭黑/ESBR復(fù)合材料的主要物理性能和耐磨性能。2.9 氧化石墨烯的形態(tài)對(duì)天然橡膠性能的影響Gi

24、ovanna等11研究了被隔離的和未被隔離的降解氧化石墨烯的形態(tài)學(xué)對(duì)降解氧化石墨烯/天然橡膠（rGO/NR）復(fù)合材料的硫化工藝、透氣性和機(jī)械性能的影響。通過(guò)熱壓法直接從膠乳的共凝聚制備得到，復(fù)合材料中的rGO的隔離分散用TEM成功地觀察到，然而，rGO統(tǒng)一的分布出現(xiàn)在開(kāi)煉機(jī)樣品的橫截面上。特別地，聚硫化物廣泛存在于含有被隔離的形態(tài)的樣品中，并且這些試樣出現(xiàn)的幾率隨著rGO含量的增加而被限制。被隔離的rGO不僅有效地增強(qiáng)了Rgo/NR復(fù)合材料的拉伸性能，還降低了它的斷裂伸長(zhǎng)率。與含有未被隔離網(wǎng)絡(luò)的rGO/NR復(fù)合材料相比，含有被隔離網(wǎng)絡(luò)的rGO/NR復(fù)合材料片材在氧氣、水蒸氣的阻隔性能上有著重要

25、的優(yōu)點(diǎn)。這表明填料的形態(tài)對(duì)決定NR復(fù)合材料的性能有著突出的重要作用，并且它是被控制于裁剪多功能材料的性能的主要參數(shù)。參考文獻(xiàn)1 陳瑩瑩，宓一鳴，阮勤超等. 石墨烯的制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展J. 硅酸鹽通報(bào)，2015,34：5:7-7632 李何青，王繼虎，褚成國(guó)等.氧化石墨烯蒙脫土天然橡膠復(fù)合材料的性能研究J. 非金屬礦，2015,38:15-183 Jinrong Wu, Wang Xing, Guangsu Huang et al. Vulcanization kinetics of graphene/natural rubber nanocompositesJ. Polymer, 2013,54:3314-11234 Wang Xing, Maozhu Tang, Jinrong Wu et al. Multifunctional properties of graphene/rubber nanocomposites fabricated by a modified latex compounding methodJ. Composites Science and Technology, 2014,99:67-745 H. Aguilar-Bolados, J. Brasero, M.A. Lopez-Ma