我院吴亚东、金辉乐团队在国际知名期刊Polym. Test.上发表学术论文

添加时间:2024年09月09日 浏览:

近期温州大学吴亚东、金辉乐团队在国家自然科学基金项目、温州市重大科技创新重点项目和航天材料及工艺研究所的支持下,首次报道了以廉价的废弃氟橡胶边角料为碳源,采用简单高效的高温碳化法合成的一种疏松多孔的含氟纳米碳球(FC)。所制备的FC粒径约100纳米,孔径约2-10纳米,比表面积高达369.3m2/g,且该碳纳米球的表面有许多凸起,有利于实现与氟橡胶基体的机械铆接。与球形炭黑相比,FC从氟橡胶中继承了大量的氟原子,能够较好地提高填料与氟橡胶基体之间的界面相容性。与线性碳纳米管相比,FC具有良好的自疏水性,且不会产生影响聚合物性能的纠缠式自聚集现象。尤其采用溶液共混法时,FC能均匀分散于氟橡胶基体中,显示出优异的力学性能增强效果,与简单的机械共混相比,拉伸强度和100%定伸应力分别提升了7.6 %13.3 %。此外,FC还能提高氟橡胶的耐热性,抑制其热降解,提升其极限使用寿命(266.3℃,2年)。总之,该研究创造了一种新的含氟纳米碳材料,并为大量的氟橡胶废料提供了一种新的回收策略。相关研究结果已经发表在Polym. Test. 2024, 138, 108550。博士陈雨柔为该论文的第一作者。

 

1 (a)(b)分别为不同放大倍数下的含氟纳米碳球的形貌,(c) N2吸脱附曲线, (d)(e)含氟纳米碳球的EDS分析结果,(f)机械共混或溶液混合法制备的不同氟橡胶,(g)(h)氟橡胶的导热性能和导热机理,(i)(j)为不同氟橡胶的拉伸强度和100%定伸应力

 

 

背景介绍

氟橡胶(FKM)是主链或侧链的碳链上含有氟原子的合成高分子弹性体。由于氟原子的引入,赋予了氟橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性,并应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪器、机械等工业领域,成为国防尖端工业中无法替代的关键材料。然而,随着氟橡胶工业的不断发展,氟橡胶废料的回收已成为一个难点目前主要通过物理剪切或研磨方法回收氟橡胶颗粒,但是氟橡胶回料强度低、导热性和导电性差限制了应用。因此,开发一种有效的氟橡胶废料回收手段迫在眉睫