CNTs-POSS-硅橡膠復(fù)合材料熱氧穩(wěn)定性及機(jī)理研究.pdf

1、CNTsPOSS硅橡膠硅橡膠復(fù)合材料復(fù)合材料熱氧穩(wěn)定性及穩(wěn)定性及機(jī)理研究機(jī)理研究EffectsmechanismofCNTsPOSSonthermaloxidativestabilityofsiliconerubber學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：吳亞玲指導(dǎo)教師：鄭俊萍教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一三年十二月摘要硅橡膠是高性能合成橡膠中的重要一員，為了使硅橡膠適應(yīng)更為苛刻的高溫環(huán)境，提高硅橡膠熱穩(wěn)定性的研究被廣泛開(kāi)展?；谔技{米管(CN

2、Ts)特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，將CNTs與高分子基體復(fù)合來(lái)提高復(fù)合材料力學(xué)、電導(dǎo)和熱穩(wěn)定性的研究也有很多報(bào)道。本論文采用―graftto‖方式，將籠型倍半硅氧烷(PolyhedralOligomericSilsesquioxanePOSS)接枝于CNTs上，制備CNTsPOSS，并將其與硅橡膠配合體系復(fù)合制備CNTsPOSSSR復(fù)合材料。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、激光顯微拉曼光譜(Raman)、

3、X射線光電子能譜分析(XPS)、熱重分析(TGA)等表征CNTs的接枝效果及接枝量；利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、Raman光譜表征不同表面狀態(tài)的CNTs在硅橡膠基體中的分散及其與基體的界面相互作用；通過(guò)與其他對(duì)照組的對(duì)比，研究了表面修飾對(duì)硅橡膠力學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電及熱氧穩(wěn)定性等性能的影響；通過(guò)分析復(fù)合材料熱氧降解產(chǎn)物的變化，進(jìn)一步研究了CNTs表面修飾對(duì)硅橡膠熱穩(wěn)定影響的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：利用CDI作為活化劑可以將POSS接枝到C

4、NTs表面，接枝量約為20wt%。在CNTs表面修飾POSS后，CNTsPOSS在硅橡膠基體中呈現(xiàn)出良好的分散性，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚結(jié)構(gòu)；CNTs與基體之間的界面相互作用增強(qiáng)，從而有效提高了復(fù)合材料力學(xué)性能。POSS對(duì)CNTs的包覆使得CNTsPOSSSR復(fù)合材料導(dǎo)熱性能有所提高，并且其體積電阻率相較于CNTsCOOHSR仍維持在較高值。TGFTIR結(jié)果表明，CNTsPOSS提高了硅橡膠熱氧穩(wěn)定性，使得硅橡膠熱氧降解過(guò)程中成環(huán)反應(yīng)變得困