基于多巴胺的橡膠-粘土納米復(fù)合材料的界面設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、海洋貽貝粘附蛋白(MAPs)的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了（聚）多巴胺表面仿生修飾及功能化的研究先河。此外，聚多巴胺(PDA)亦可被視作一種合成黑色素，具有與天然黑色素類似的自由基捕捉活性。本研究中以多巴胺改性粘土(PDA-MMT)作為橡膠基體的增強(qiáng)填料，制備出具有優(yōu)異力學(xué)性能及熱氧穩(wěn)定性的橡膠/粘土納米復(fù)合材料。
　　首先，利用多巴胺單體在堿性有氧水溶液下自聚交聯(lián)，以浸漬法制備出均勻分散的PDA-MMT(TEM&XPS)。PDA的形成及結(jié)構(gòu)類似于

2、天然黑色素，其含有大量半醌自由基，表現(xiàn)出獨(dú)特的自由基特性，因此可以提供電子偶合猝滅有害自由基，發(fā)揮出顯著的捕捉活性（DPPH分光光度法）。
　　其次分別以乳液絮凝法將PDA-MMT引入天然橡膠NR及丁苯橡膠SBR基體，制備高性能橡膠/粘土納米復(fù)合材料。改性粘土與橡膠分子鏈通過(guò)強(qiáng)氫鍵作用發(fā)生鍵合，界面作用較強(qiáng)，呈納米級(jí)均勻分散(XRD&TEM)。PDA-MMT的引入一方面誘導(dǎo)橡膠分子重新取向分散外應(yīng)力，一方面提高橡膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性

3、(1H-NMR)，共同促進(jìn)了復(fù)合材料力學(xué)性能的提高。同時(shí)，PDA-MMT仿生天然黑色素的自由基捕捉活性，顯著抑制基體在熱氧老化過(guò)程中斷鏈自由基的生成，提高基體的熱氧穩(wěn)定性。PDA-MMT的化學(xué)捕捉過(guò)程通過(guò)原位熱氧老化實(shí)驗(yàn)觀察證實(shí)(ESR);復(fù)合材料的熱氧穩(wěn)定性可以通過(guò)動(dòng)力學(xué)計(jì)算（Flynn-Wal1-Ozawa法）及降解產(chǎn)物的紅外光譜分析(TG-IR)來(lái)評(píng)價(jià)。
　　綜上，PDA-MMT的引入滿足橡膠/粘土納米復(fù)合材料的界面設(shè)計(jì)原則