石墨烯/三元乙丙橡膠復合材料的研制

貢 健，蔡少雄，劉錦春

（1.青島科技大學 高分子科學與工程學院，山東 青島 266042；2.江陰海達橡塑股份有限公司，江蘇 江陰 214424）

石墨烯是從石墨材料中剝離出來的由單層碳原子構成的六邊形結構的二維晶體，是目前自然界最薄、強度最高、韌性最好、質量最小同時導電和導熱性最佳的一種新型納米材料。自從2004年發現并報道石墨烯以來，就引起學術界和工業界的高度關注。尤其是兩位英國科學家由于在石墨烯材料方面的卓越研究而獲得2010年諾貝爾物理學獎，在全球掀起石墨烯的研究熱潮，涌現大量的研究論文和專利。

近幾年，國內外在石墨烯/橡膠復合材料方面進行了大量的基礎研究工作，涉及石墨烯/天然橡膠[1-2]、石墨烯/天然橡膠/丁苯橡膠[3]、石墨烯/順丁橡膠[4]、石墨烯/丁腈橡膠[5]、石墨烯/丁基橡膠[6]、石墨烯/羧基丁腈橡膠[7]、石墨烯/聚氨酯/乙烯醋酸乙烯酯[8]等以及石墨烯應用技術進展[9]等。但石墨烯/橡膠復合材料在橡膠制品中的應用相對滯后，目前國內業界焦點著眼于輪胎方面的應用，雖然有進行過少量試驗工作[10]，但尚未見石墨烯橡膠輪胎工業化生產的報道。意大利維多利亞（Victoria）公司已生產石墨烯橡膠山地車輪胎[11]，美國福爾貝克（Vorbeck）公司生產Vor-flex品牌石墨烯/橡膠母料，可供用天然橡膠及合成橡膠與石墨烯的復合材料生產輪胎、燃油系統部件、隔膜和油井橡膠制品等[12]。

針對石墨烯在聚合物基體中難以分散、聚合物基石墨烯復合材料難以規模化制備等技術難題，四川大學提出了超聲剝離、膠乳混合及原位還原新方法專利技術[13]，制備了含均勻分散石墨烯和石墨烯隔離網絡的橡膠納米復合材料，開發了石墨烯用于橡膠復合材料的應用潛力。……