奈米鑽石粉複合材料

採用提純前後的爆轟合成產品(奈米鑽石粉黑粉和灰粉)對氟橡膠和丁睛橡膠進行改性。研究表明,爆轟黑粉雖然可以提高橡膠硬度,但拉伸強度和扯斷伸長率反而下降。奈米鑽石粉灰粉添加到氟橡膠中,橡膠的綜合性能指標上升。這是因為,奈米鑽石粉灰粉含有輕基、羧基、甲基等官能團,增強了與聚合物鍵合的活性,從而提高橡膠的拉伸性能、硬度、耐磨性等性能指標。

俄羅斯學者的研究表明,氟薄膜加入奈米鑽石粉後,抗磨損能力提高1倍。用於輪胎的聚異戊二稀橡膠加入奈米鑽石粉後,耐磨性、延伸率、減緩老化過程等性能提高1.3一1.7倍,高溫抗撕裂性能顯著改善,輪胎抗爆裂強度(從53 MPa提高到154 MPa)。用黑粉填充矽橡膠,使斷裂強度在絕對長度增加約三倍時從53MPa提高到154MPa,綜合彈性強度增加3一5倍,其臨界和最大的彈性模量相應于黑粉含量約0.6%(重量);在氟橡膠組分中填充黑粉,使磨蝕磨損抵抗力提高1.5一2倍,與聚異戊二烯橡膠相近。

目前,大多研究都集中在以奈米鑽石粉或黑粉作為填充劑填充功能性較強的橡膠或塑膠製品,並且均為低填充,其添加量一般都小於1%。在橡膠加工過程中,用奈米鑽石粉黑粉以同樣的重量取代1~3%(重量百分比)的傳統碳填充劑,可使非極性的異戊二烯橡膠汽車輪胎使用壽命(里程)延長30%,而軸襯等橡膠工件的壽命則可以提高30~100%。同時,由於奈米鑽石粉的加入減少了孔隙率,混樣所需功率減少5~7%,且可減少表面產生氣泡、碎屑、粘附,更易脫模。