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氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的重要衍生物,兼具石墨烯的结构性能和良好的溶剂分散性。要实现对于橡胶的补强,氧化石墨烯本身性质的稳定是关键。本论文利用不同的制备工艺制备了氧化石墨烯和其填充的丁苯橡胶复合材料,探索不同反应条件下氧化石墨烯性质的差异及其对复合材料性能的影响。(1)利用不同的氧化反应温度和不同的氧化反应时间来制备氧化程度不同的GO,并对其进行了 XPS、XRD及SEM等微观表征。发现随着氧化时间的延长,GO的氧化程度不断提高,获得了更好的溶剂分散性。而随着氧化反应温度的提升,GO的氧化程度先增加后降低,这是由于温度超过110℃会破坏GO的片层结构,令含氧官能团裂解。(2)将两种制备工艺的GO通过乳液复合法与丁苯胶乳进行共混制备GO/SBR纳米复合材料,对复合材料进行了 DMTA、RPA、物理机械性能等测试,发现当填充量相同时,随着氧化时间的延长,复合材料的拉伸强度提高了 22%,撕裂强度提高了 11%,300%定伸应力提高了 18%,断裂伸长率提高了 14%。说明GO氧化程度的提高能够提升GO在橡胶中的分散性并加强界面作用。而随着氧化反应温度的提升,复合材料的性能先增加后下降,在90℃时性能最佳,GO补强效果最好。(3)利用不同的超声时间对GO水溶液进行超声剥离,并对不同超声处理的GO进行XPS、FTIR和激光粒度的表征,发现GO并未出现明显的化学变化,说明声空化作用基本不会对GO官能团产生影响。将不同超声处理的GO填充SBR制备复合材料,利用TEM对其进行表征,发现随着超声时间的延长,GO在橡胶中的分散性逐渐变好,拉伸强度较未超声的橡胶样品提升了 71%,300%定伸应力提升了 76%,撕裂强度提升了110%。耐磨、耐切割、气密性能都有明显的提升并且降低了损耗因子和动态生热。(4)制备了不同片径大小的GO,并对其进行了 XPS、SEM等微观表征,发现随着片径的减小,GO的氧化程度不断提高并且与橡胶的相容性不断提高。利用片径不同的GO制备SBR复合材料,发现在相同的填充量下,小片径的GO能够在聚合物中形成更强的网络结构和较强的界面相互作用。拉伸强度提升了 48%,300%定伸应力提升了 45%,撕裂强度提升了 23%,但由于大片径的GO可以延长气体通过路径,所以其填充的橡胶复合材料具有更佳的气密性。