纳米氧化锌/二氧化硅杂化体的制备及其对天然橡胶复合材料性能的影响

发布时间：2025-06-26 05:05

　　 采用3-氰基丙基三乙氧基硅烷（CTOS）对二氧化硅（SiO₂）进行了氰基化改性,并采用热溶剂法将纳米ZnO沉积于氰基官能化SiO₂（SiO₂-CN）表面,制备出纳米氧化锌/二氧化硅杂化体（ZnO@SiO₂）,并使用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜等对杂化结构进行表征。将ZnO@SiO₂作为填料添加入天然橡胶中制备复合材料（NR/ZnO@SiO₂）,然后对ZnO@SiO₂与橡胶的界面关系进行了分析,并研究了ZnO@SiO₂对橡胶复合材料的硫化特性、力学性能的影响。结果表明,纳米ZnO成功沉积在SiO₂-CN表面,并且NR/ZnO@SiO₂复合材料表现出优异的机械性能和硫化特性。与天然橡胶相比,仅添加5份杂化体的NR/ZnO@SiO₂复合材料的拉伸强度、100%定伸及300%定伸强度分别增加了150.2%、86.2%和65.5%,并且正硫化...

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【部分图文】：

图1 ZnO@SiO2杂化材料和橡胶复合材料的制备过程

二氧化硅（SiO2,ts-180），由常州乐环化工有限公司（中国）提供。分析纯级乙酸锌（C4H6O4Zn）、乙二醇和氨溶液（NH3·H2O），购自上海阿拉丁生化技术公司（中国）。三氰丙基三乙氧基硅烷（CTOS），纯度为98%，由AlfaAesar化学有限公司（中国）提供。制备橡胶....

图2 样品ZnO、SiO2、SiO2-CN和ZnO@SiO2的FTIR谱图

样品ZnO、SiO2和ZnO@SiO2的XRD谱图如图3所示。在纳米ZnO的XRD谱图中观察到31.5°、34.2°、36.1°、47.5°、56.1°、62.3°和67.7°的衍射峰分别属于ZnO晶体的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)和(1....

图3 样品ZnO、SiO2和ZnO@SiO2的X射线衍射谱图

图2样品ZnO、SiO2、SiO2-CN和ZnO@SiO2的FTIR谱图样品ZnO、SiO2、SiO2-CN和ZnO@SiO2的SEM表面形貌如图4所示。从ZnO的SEM图像中可以看出，合成的纳米ZnO为几十到上百纳米的球状。如图4(b)所示，许多具有规则球形的SiO2颗粒彼此....

图4 样品ZnO、SiO2、SiO2-CN和ZnO@SiO2的SEM图

填料与橡胶基体之间的界面相互作用与填料-橡胶网络的形成直接相关，对NR复合材料的性能有很大影响。在橡胶复合材料中，固定在填料上的分子链可以增强填料和基质之间的相容性，减弱相分离，并改善界面相互作用[26-27]。因此，反映界面相互作用的固定分子链在增强橡胶复合材料中起重要作用。固....

本文编号：4053203