綠色法制備納米木薯渣及其在橡膠復(fù)合體系的應(yīng)用初探.pdf

1、鑒于石油等不可再生資源日益匱乏，可再生資源的開發(fā)利用已成為當(dāng)前材料、能源化工等領(lǐng)域的重要課題，本文利用綠色方法對(duì)可再生資源木薯渣進(jìn)行納米化處理，獲得納米木薯渣(NCDs)并將其應(yīng)用于非極性的天然橡膠(NR)與極性的羧基丁苯橡膠(XSBR)等橡膠材料的增強(qiáng)，有望部分替代炭黑、白炭黑等填充劑，為木薯廢渣的高值化利用提供參考。
　　以NaOH、NaClO和H2O2為助劑，采用均質(zhì)、球磨和超聲3種機(jī)械力相結(jié)合的綠色方法對(duì)木薯渣(CDs)進(jìn)

2、行納米化處理，得到NCDs。分別采用低溫硫化(vulcanize)法制備復(fù)合材料NCDs/NR-V和乳液共混法制備共混膜材料NCDs/NR、NCDs/XSBR。利用紅外光譜儀(FT-IR)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱重分析儀(TGA)、粒徑分析等表征手段對(duì)NCDs及復(fù)合材料進(jìn)行微結(jié)構(gòu)表征，并對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性等進(jìn)行測(cè)試。主要結(jié)論如下:
　　(1)、加入15％H2O2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）作為助劑，在均質(zhì)

3、、球磨和超聲3種工藝手段共同處理的條件下，CDs納米化效果最佳，NCDs最小粒徑達(dá)到30 nm，與CDs相比，不僅穩(wěn)定性得到提高，而且在懸浮液中沉降速率變慢。
　　(2)、NR體系中，NCDs/NR-V的硫化曲線及拉伸性能研究表明，NCDs的添加使橡膠體系的交聯(lián)密度增加，在NR基體中添加10 phr NCDs得到的復(fù)合材料NCDs/NR-V的力學(xué)性能最佳。此外，經(jīng)過硫化得到的復(fù)合材料NCDs/NR-V比共混得到的共混膜材料NCDs

4、/NR的力學(xué)性能明顯提高，NCDs/NR-V復(fù)合材料的最高拉伸強(qiáng)度(15.63 MPa)是共混膜材料NCDs/NR(0.76 MPa)的20倍。
　　(3)、XSBR體系中，在FT-IR光譜圖上并未發(fā)現(xiàn)新的特征吸收峰，NCDs和XSBR之間是通過物理吸附的方式相互作用增強(qiáng)了膠料的交聯(lián)度。由SEM圖片可見木薯渣纖維裸露在XSBR基體表面，NCDs均勻的分散在XSBR基體中。NCDs/XSBR共混膜材料中NCDs和XSBR未發(fā)生化學(xué)反