绿色轮胎用功能化石墨烯/天然橡胶复合材料的制备与性能研究

张利召，刘亚青，赵贵哲，张志毅

（中北大学 纳米功能复合材料山西省重点实验室，山西 太原 030051）

石墨烯片是单原子厚度的二维碳材料，由于其超大的比表面积、非凡的电子传输性和力学性能而备受关注。然而，为实际应用大规模生产单个石墨烯片一直是重大挑战。迄今为止，已经开发了几种方法，包括化学气相沉积、石墨液相剥离以及将溶液中的氧化石墨烯（GO）化学还原制备单个石墨烯片[1-2]。水合肼由于还原效率高而被广泛应用在GO还原为单个石墨烯片的生产中。然而，水合肼具有极强的爆炸性和毒性，在实际生产中应减小用量或避免使用。目前，寻找同样有效但无毒且安全的还原剂以将GO还原为石墨烯片[3-4]成为该领域的研究重点。

众所周知，许多胺衍生物是弹性体复合材料不可或缺的添加剂，一般作为老化剂或促进剂使用[5-6]。N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺（CBS）作为促进剂，不仅能与GO发生反应接枝在GO表面，提高GO与橡胶间的界面相互作用，还能部分还原GO，减少其团聚。

本研究采用先将促进剂CBS接枝在GO表面制得促进剂CBS改性GO（C-GO），然后用少量水合肼进一步还原制得水合肼和促进剂CBS共改性GO（H-C-GO），研究绿色轮胎用功能化石墨烯/天然橡胶（NR）复合材料，以期在增强填料与橡胶的界面相互作用、提高复合材料的强度和动态力学性能的同时降低成本、节省时间和能源。

1 实验

1.1 主要原材料

天然胶乳，固形物质量分数为0.6，海南天然橡胶产业集团股份有限公司产品；GO，常州第六元素科技股份有限公司产品；……