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橡胶复合材料在轮胎和航空航天工程中越来越重要,为了提高橡胶复合材料的综合性能,人们做了大量研究工作,其导热性能就是其中之一。作为纳米填料的氧化石墨(GO)和碳纳米管(CNTs),具有超强的比表面积和特殊的结构及性能。将其加入橡胶基体中,可以提高硫化胶的物理机械性能、气密性、导电性和导热性。然而,GO和CNTs的结构特点导致它们容易聚集,不易分散,极大地影响了GO和CNTs在橡胶中性能的发挥。因此,如何使GO与CNTs在橡胶基体中均匀分散,增强填料与橡胶基体之间的界面作用力,是需要解决的主要问题之一。本文提出了GO与CNTs并用增强丁基橡胶(IIR)的性能的加工方法,研究了GO和CNTs并用的协同效应;通过实验研究,确定并优化了GO和CNTs协同并用增强丁基橡胶各项性能的配方比例。通过对GO和CNTs的结构、作用机理、协同效应以及湿法混炼工艺等方面的研究,设计了湿法混炼方案,并进行了实验研究,探索出了制备综合性能优异的GO/CNTs/IIR复合材料的湿法混炼工艺。本文完成的主要工作如下:1.提出了干冰膨胀预分散法制备GO/IIR复合材料、CNTs/IIR复合材料GO/CNTs/IIR复合材料等方法。探讨了氧化石墨烯和碳纳米管增强丁基橡胶复合材料的制备机理,研究了不同份数的GO、CNTs等纳米材料对丁基橡胶硫化特性、导热性能及导电性能、气体阻隔性和物理机械性能的影响。实验结果表明,GO、CNTs的加入对丁基橡胶的导热性能有明显的提高,当添加5Phr的GO与5Phr的CNTs时,GO/CNTs/IIR复合材料的导热性能最好,达到0.423W/(m·k),比纯胶的热导率增强169%;同时增强了GO/CNTs/IIR复合材料的导电性能、气密性能,而体积电阻率和透过系数则大大降低。2.探究了干冰膨胀预分散法中不同份数干冰产生的膨胀作用对GO/CNTs在丁基胶乳中分散效果以及对复合材料性能的影响。实验结果表明,干冰膨胀预分散法在一定程度上有助于填料在橡胶基体中的分散,当干冰份数为20phr时,GO/CNTs/IIR复合材料中填料的分散效果最好。3.机械搅拌湿法混炼方法,传统密炼法即干法混炼法和干冰膨胀预分散法三种方法制备的丁基橡胶纳米复合材料的实验结果表明:当加入相同份数的纳米材料时,干冰膨胀预分散方法制得的橡胶纳米复合材料各项性能最优。其中,当填充5phrGO与5Phr的CNTs时,干冰膨胀预分散法制得的橡胶纳米复合材料的热导率可达0.423W/(m·k);机械搅拌湿法混炼制得的橡胶纳米复合材料的热导率为0.157W/(m·k);干法混炼法制得的橡胶纳米复合材料的热导率最差,仅为0.152W/(m·k)。此结果表明干冰膨胀预分散法效果最佳。综合上述分析,当GO份数为5phr,CNTs份数为5phr时,GO/CNTs/IIR复合材料的导热性能最佳;且干冰膨胀预分散法制备的橡胶纳米复合材料性能最优,机械搅拌湿法混炼方法次之,干法混炼法制备的橡胶纳米复合材料的综合性能最差。其中干冰膨胀预分散法制备的丁基橡胶纳米复合材料中填料分散效果最佳,提高了湿法混炼母胶的质量和母胶制备效率,对橡胶混炼工艺实现绿色、高效发展,具有重大意义。