《納米粒子誘導橡膠分子運動產生變化的規律和機理》是依託四川大學，由吳錦榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米粒子誘導橡膠分子運動產生變化的規律和機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳錦榮
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
理解橡膠納米複合材料的分子運動是聯繫該材料結構與性能的必經途徑，然而納米粒子誘導橡膠分子運動產生變化的規律和機理仍未清楚，限制了新型橡膠納米複合材料的開發和套用。本項目通過選擇橡膠基體分子結構、納米填料維數和種類、界面改性和複合方法，構築含有不同界面作用、填料網路、受限空間和粒子間距的模型體系，研究納米複合材料和結合橡膠中多層次微觀結構對橡膠分子運動的影響規律，採用二維分析等方法分離出界面處和本體中的分子運動，採用普通正電子湮沒壽命譜和慢正電子湮沒壽命譜分別研究本體中和界面處橡膠的自由體積特性，在原子尺度上理解橡膠納米複合材料分子運動產生變化的機理。在此基礎上，以分子運動為橋樑建立橡膠納米複合材料結構與性能的關係。本項目的研究成果將為理解橡膠增強機理和粘彈性能調控等物理問題提供理論基礎，並為新型綠色輪胎膠料和高性能橡膠的開發提供新思路。
結題摘要
本項目在構築橡膠納米複合材料的新型界面作用、填料網路和微觀結構，研究這些因素對橡膠納米複合材料分子運動的影響，以分子運動為橋樑建立結構與性能的關係等方面取得了有科學意義的進展。採用氧化石墨烯作為交聯劑交聯丁苯橡膠,構築強界面作用的模型體系，發現界面處分子運動受限，其Tg比本體高，導致動態粘彈譜上出現新的鬆弛轉變過程，離析該鬆弛轉變可以獲得界面層厚度為7-13nm。利用石墨烯和碳納米管通過π-π作用在橡膠基體中形成雜化填料網路，在應力作用下該填料網路破壞，提供犧牲鍵並耗散能量，顯著提高橡膠的韌性和強度。系統探索了二維納米填料石墨烯填充的橡膠納米複合材料的製備方法、微觀結構、界面作用和結構與性能的關係，為高性能新型橡膠納米複合材料的研發奠定一定的理論和實驗基礎。對比分析動態力學譜和熱焓測試，離析出橡膠動態力學譜上局部鏈段運動和Rouse運動等不同模式的分子運動，指出如何正確地採用動態力學譜測定玻璃化轉變溫度的方法。本項目發表SCI收錄論文8篇（IF大於7 2篇），申請發明專利1項，畢業碩士生1人。
