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装饰有多面体倍半硅氧烷单元的 Al2O3:一种用于提高橡胶复合材料的导热性和机械性能的非常规填料体系
Composites Science and Technology ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-03-02 , DOI: 10.1016/j.compscitech.2023.109977
Lorenzo Mirizzi , Massimiliano D'Arienzo , Roberto Nisticò , Giulia Fredi , Sandra Diré , Emanuela Callone , Andrea Dorigato , Luca Giannini , Silvia Guerra , Silvia Mostoni , Barbara Di Credico , Roberto Scotti

本研究报告了基于氧化铝纳米粒子 (NPs) 和多面体倍半硅氧烷 (POSS) 单元的原始填料系统的开发和利用,即 Al 2 O 3 @POSS,其中倍半硅氧烷笼赋予显着的相容性机械特性单元与 Al 2 O 3 NP的增强导热性“结盟” 。目标是提供具有改进的热传输和机械性能的橡胶纳米复合材料,可能适用于轮胎配方。

混合填料是通过双步法制备的,该方法包括首先用甲基丙烯酸酯硅烷硅烷化 Al 2 O 3 ,然后通过过氧化二异丙苯作为自由基引发剂介导的自由基反应接枝 OctaMethacrylPOSS。该材料在结构、表面和形态方面进行了深入表征,然后用于通过溶剂浇铸技术生产聚丁二烯复合材料。我们的想法是提供和测试基于模型的氧化铝橡胶系统,由于不存在通常包含在真实橡胶配方中的其他成分(即橡胶聚合物、硫化固化剂和填料),该系统可以更好地揭示倍半硅氧烷单元所起的作用轮胎。

纳米复合材料的综合热机械和形态表征突出了 POSS 单元装饰氧化铝表面所起的关键作用,它确保了填料和聚合物主体之间的相容性,以及氧化铝 NP 的均匀分布和连续网络。这不仅对热传输产生积极影响,提供提高热扩散率的导热通路,即使在低填料填充量(+60-70%,相对于浓度为 15-10 v/v % 的复合封装裸氧化铝),而且储能模量,为在橡胶复合材料(即用于轮胎的橡胶复合材料)的大规模配方中潜在开发 Al 2 O 3 @POSS 混合填料铺平了道路。





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更新日期:2023-03-02
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