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用超声辅助挤出机制备天然橡胶

利用超声辅助挤出机在最高7.5µm的超声振度下制备了碳纳米管填充量为2～25份的天然橡胶/多壁碳纳米管（MWCNT）纳米复合材料。随着超声波振幅的增大，特别是在较高用量下，口型压力显著下降。超声波振幅能使能量消耗增大，而且在振幅达到5.0µm前能量消耗几乎不受用量的影响。然而，对10份和15份的碳纳米管用量来说，在7.5µm振幅下观察到能量消耗值较低。在这些用量下，胶料和硫化胶的复数黏度、贮存模量和损耗模量不受超声波处理的影响，但在其他用量下，这些性能随超声波幅度的增大而下降，表明产生了断链反应。处理后胶料中的结合橡胶减少。硫化过程中的诱导期不受超声波处理的影响，但随用量增大，诱导期会下降，发现在最低用量下，下降程度最大。在2份、3.5份、5份、7.5份和25份用量下，硫化最大扭矩、硫化胶的交联密度和凝胶分数随超声幅度的增大而下降，观察到在7.5µm振幅、25份用量下，下降程度最大。在15份用量以下，硫化胶的100%定伸应力、300%定伸应力和拉伸强度不受超声波的影响，但在7.5µm振幅、25份碳纳米管用量下，这些性能显著降低。尽管在3.5份和7份用量下，光学显微镜的分析并没有显示出经超声波处理后其分散有所改善，但在3.5份用量下，硫化胶的原子力显微镜研究表明在7.5µm振幅下发生了解聚作用。在25份用量下，硫化胶的光学显微镜和AFM研究表明，7.5µm振幅下的超声波处理能明显改善MWCNT的分散。这种行为产生了强的佩恩效应并提高了硫化胶的硬度。