浅析纳米材料在橡胶行业中的应用

近年来, 随着科学技术的迅速发展, 橡胶的应用领域进一步扩大 , 对橡胶的需求与日俱增，对橡胶的性能要求更是越来越高；橡胶材料正向着高性能化和功能化的方向发展。所谓橡胶材料功能化,就是通过物理或化学手段,如合成、共混、接技改性，无论是天然橡胶还是合成橡胶，它们的生胶强力都很低，力学性能差，使用价值不高。但是在生胶中加入纳米补强剂，能改善其力学性能，使之成为具有广泛用途的弹性材料。通常把纳米粉体加入橡胶基体中所得的复合体就是纳米橡胶，橡胶补强更多特殊功能的常见补强剂是纳米粉体材料，主要以纳米氧化物为主，有纳米二氧化硅VK-SR01、纳米氧化锌VK-JS50，纳米二氧化钛VK-T05，纳米氧化铝VK-L07X。其余纳米材料还有，纳米氮化硅等。

下面我们来简单介绍比较常见的纳米材料补强剂：
1、纳米二氧化硅（VK-SR01）对橡胶的增强作用
      补强剂中用量比较大、普通的就是粒径为纳米级的二氧化硅（VK-SR01），作为补强剂、抗老化剂应用于橡胶制品，可提高橡胶制品的强度、提高韧耐磨性、防老化、抗磨擦着火、延长寿命等功能。

2、纳米氧化锌（VK-JS50）可以提高橡胶的硫化活性
      纳米氧化锌是橡胶和轮胎工业可少的添加剂，可用作天然橡胶、合成橡胶和胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。纳米氧化锌作为硫化活性剂时，和普通的氧化锌对比，可以大大减少用量。在橡胶鞋的配方中，活性纳米氧化锌是好的无机活性剂和硫化促进剂，可以提高橡胶鞋的使用性能，延长其使用寿命。另外也可以用作灭菌剂，能有效**细菌繁殖。也是良好的紫外线屏蔽剂，防老化。

3、纳米二氧化钛（VK-T05）可以提高橡胶的抗菌性能、抗老化性能

实验表明：、添加2.0%纳米二氧化钛（VK-T05）到橡胶中，抗菌性能好，抑菌率可达到85%以上。 添加纳米二氧化钛（VK-T05）的硅橡胶与未添加橡胶相比,经过相同能量、剂量的质子辐照后,添加了VK-T05的表面颜色加深和表面裂纹损伤的程度减小；没有添加的质损率增加、耐热性能下降以及收缩膨胀率变化的程度均降低,添加VK-T05表现出明显的抗辐照性能，很大提高了橡胶的抗老化耐日晒性能和韧性。

4、纳米氧化铝（VK-L07X）可以提高橡胶的拉伸强度、耐疲劳性能.
      实验表明：当只添加纳米氧化铝（VK-L07X）时，橡胶的拉伸强度不是很高，但橡胶的耐热性，抗老化性、耐疲劳性、耐磨性均只用氧化硅的橡胶。纳米氧化铝与纳米二氧化硅复合使用后，橡胶的撕裂强度、拉伸强度得到改善，其拉伸强度超过了只用纳米氧化铝 或只用氧化硅的情况。当纳米氧化铝和纳米氧化硅的质量比为1：1时，橡胶可达到高拉伸强度。当纳米氧化铝VK-L07X和纳米氧化硅VK-SR01质量比为3：1时，橡胶的耐磨性和耐疲劳性导热能佳。

5、纳米氮化硅可以提高橡胶的耐热性

     纳米氮化硅是灰白色高熔点晶体粉末，为共价键化合物，结合非常稳定。具有高的化学稳定性、耐高温性能、良好的耐磨性能。将其均匀分散到橡胶基体中能显著提高耐热橡胶制品在动态条件下的使用寿命。