六角化作为基弹性体纳米复合材料的填充剂

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 二维六角化 (hBN) 具有卓越的机械,热和绝缘性能.
• 为了提高性能,hBN被探索为弹性复合材料中的增强填充剂.

研究的目的:

• 为了研究原始 (hBN-p) 和功能化 (hBN-OH) 六角化对弹性体复合材料的风学和机械性能的影响.
• 评估hBN作为聚乙烯-乙烯和天然复合材料中二氧化的部分替代品.
• 了解hBN功能化对填充剂-矩阵相互作用和复合材料性能的影响.

主要方法:

• 脱皮和球磨 hBN,以创建原始的 (hBN-p) 和功能化的 (hBN-OH) 材料.
• 使用FT-IR,TGA,SEM-EDS,WAXD和HR-TEM来确认hBN的功能和结构变化.
• 将hBN-p和hBN-OH纳入S-SBR/NR弹性复合材料中,部分取代了二氧化.
• 复合材料的风学和机械测试,包括佩恩效应,动态刚度,E',hysteresis和最终性能.
• 使用高压毛细管粘度计评估复合材料的可加工性和保质期.

主要成果:

• 证实了hBN与-NH和-OH组 (hBN-OH) 的功能化,降低了层叠和增加了混乱.
• 在弹性复合材料中部分用hBN (高达30%) 取代,减少了佩恩效应,增加了动态刚性 (在70°C时E'高达15%).
• 与只有hBN-p和二氧化的复合材料相比,hBN-OH复合材料表现出更好的棕色三角洲平衡和更好的最终性能.
• hBN-p和hBN-OH都显著提高了复合材料的可加工性和保质期,hBN-OH显示了更均的填料分散.
• 在hBN-OH上的功能组促进了与二氧化,合剂和弹性链的相互作用.

结论:

• 六角性化,特别是功能化的hBN-OH,有效地增强了弹性体复合材料的修复学和机械性能.
• hBN 作为可行的二氧化替代品,在轮胎化合物中提供了更好的加工性,保质期和填充剂分散.
• 研究结果表明,hBN可以为开发具有较低滚动阻力和环境影响的先进轮胎材料做出贡献.