【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶复合材料，具体涉及一种硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法。
技术介绍
1、碳纳米管，简称cnts，由于其独特的结构特征，例如，极高的长径比、优异的机械强度、良好的导电和导热性能等，使得cnts在增强复合材料、电子器件、热管理材料等领域展现出巨大的应用潜力。特别是在橡胶工业中，碳纳米管被视为一种极具前景的增强填料，研究表明，将较少用量的碳纳米管添加到橡胶中就可以产生较强的补强效果，它的增强效果比炭黑等传统填料强得多。而且将碳纳米管分散在聚合物中时，能够提高材料的导电导热性能。因此，碳纳米管有望替代传统的炭黑等填料，实现橡胶制品性能的大幅提升。
2、然而，尽管碳纳米管拥有诸多优势，其在橡胶基体中的实际应用却面临着严峻的挑战，主要集中在分散性和界面结合力两大问题上。首先，由于碳纳米管具有极高的长径比，且碳纳米管分子间强烈的π-π相互作用，这些特性导致碳纳米管在橡胶基体中极易发生团聚，难以通过传统的橡胶干混工艺实现均匀分散。这种不均匀的分散状态，不仅无法充分发挥碳纳米管的增强效果，反而可能由于团聚体形成应力集中点，导致橡胶制品性能的下降。
3、此外，碳纳米管表面光滑且化学惰性，缺乏与橡胶基体形成有效化学键合的活性位点，这使得碳纳米管与橡胶基体之间的界面结合力较弱。界面结合力的不足，不仅限制了碳纳米管在橡胶基体中的增强作用，还可能导致橡胶制品在使用过程中因界面脱粘而失效。
技术实现思路
1、为了解决决碳纳米管在橡胶基体中的分散性和界面结合力的问
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术提供一种硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将氨基化碳纳米管和含硒脂肪族杂环进行硒醇化反应，制备得到硒醇化碳纳米管；
5、在保护气氛下，将硒醇化碳纳米管与天然橡胶胶液在氧化剂作用下发生反应，制备得到硒醇化碳纳米管天然橡胶；
6、将硒醇化碳纳米管天然橡胶与交联剂、促进剂、补强填充剂，经混炼、硫化，制备得到硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料。
7、本专利技术通过对碳纳米管进行表面改性，引入与天然橡胶相容性较好的硒醇基团，使得改性后的碳纳米管能够均匀地分散在天然橡胶中，起到很好的补强作用。
8、优选的，所述含硒脂肪族杂环为γ-硒代丁内酯。γ-硒代丁内酯的结构式为
9、优选的，氨基化碳纳米管和含硒脂肪族杂环的摩尔比为0.02～0.4：0.02～0.4。
10、优选的，所述氨基化碳纳米管是由以下方法制备得到：
11、将羧基化碳纳米管在酰氯化试剂和氨基化试剂作用下进行氨基化修饰，制备得到氨基化碳纳米管；所述酰氯化试剂为二氯亚砜；所述氨基化试剂为乙二胺。
12、优选的，所述氨基化碳纳米管是由以下方法制备得到：
13、将羧基化碳纳米管、酰氯化试剂和有机溶剂混合，在50℃～70℃下搅拌反应，反应结束后，蒸发以去除酰氯化试剂，然后加入氨基化试剂，搅拌回流，制备得到氨基化碳纳米管。
14、优选的，所述羧基化碳纳米管、酰氯化试剂、氨基化试剂的用量比为200mg：20ml：0.06mg。
15、优选的，硒醇化碳纳米管和天然橡胶胶液的质量比为0.05～0.1：100。
16、优选的，所述氧化剂为过氧化氢溶液或过氧化氯溶液；天然橡胶胶液和氧化剂的质量比为100：0.09～0.24；所述氧化剂的质量百分含量为10wt％。
17、优选的，交联剂为硫磺；促进剂为氧化锌和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；补强填充剂为炭黑；
18、氧化锌和n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的质量比为4～6：1；
19、硒醇化碳纳米管天然橡胶、交联剂、促进剂、补强填充剂的质量比为100：2～3：5～7：30～80。
20、优选的，混炼的温度为130～150℃；硫化的温度为150℃；硫化的时间为20min～60min。
21、本专利技术的有益效果：
22、1、本专利技术主要利用含硒脂肪族杂环对氨基化碳纳米管进行硒醇化修饰，利用硒醇基团与天然橡胶中的双键发生反应，从而使碳纳米管均匀的接枝在天然橡胶上，在提高碳纳米管与天然橡胶的分散性的同时，提高天然橡胶复合材料的力学性能，起到更好的补强作用。
23、2、本专利技术的方法通过对碳纳米管进行硒醇化改性，使得改性后的碳纳米管能够更均匀的分散在天然橡胶中，制备方法简单，操作方便，在工业领域有较大的潜在应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述含硒脂肪族杂环为γ-硒代丁内酯。
3.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，氨基化碳纳米管和含硒脂肪族杂环的摩尔比为0.02～0.4：0.02～0.4。
4.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化碳纳米管是由以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化碳纳米管是由以下方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述羧基化碳纳米管、酰氯化试剂、氨基化试剂的用量比为200mg：20mL：0.06mg。
7.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，硒醇化碳纳米管和天然橡胶胶液的质量比为0.05～0.1：100。
8.根据
9.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，交联剂为硫磺；促进剂为氧化锌和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；补强填充剂为炭黑；
10.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，混炼的温度为130～150℃；硫化的温度为150℃；硫化的时间为20min～60min。
...【技术特征摘要】
1.一种硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述含硒脂肪族杂环为γ-硒代丁内酯。
3.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，氨基化碳纳米管和含硒脂肪族杂环的摩尔比为0.02～0.4：0.02～0.4。
4.根据权利要求1所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化碳纳米管是由以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述氨基化碳纳米管是由以下方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的硒醇化碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述羧基化碳纳米管、酰氯化试剂、氨基化试剂的用量比...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐鸣遥，杜天峰，卢少微，王柏臣，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。