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第1章 绪论1

1.1 橡胶材料的基本性能及应用2

1.2 橡胶纳米复合材料的发展历史与现状5

1.2.1 炭黑/橡胶纳米复合材料5

1.2.2 白炭黑/橡胶纳米复合材料7

1.2.3 纳米碳酸钙/橡胶复合材料9

1.2.4 黏土/橡胶纳米复合材料9

1.2.5 纳米氧化锌/橡胶复合材料11

1.2.6 碳纳米管/橡胶纳米复合材料12

1.2.7 石墨烯/橡胶纳米复合材料13

1.2.8 其他纳米颗粒/橡胶复合材料14

1.2.9 嵌段聚合物自组装型橡胶纳米复合材料16

1.3 橡胶纳米复合材料的未来与挑战17

参考文献18

第2章 橡胶纳米复合材料的微观结构23

2.1 橡胶纳米复合材料的界面表征方法24

2.1.1 结合胶或预处理颗粒的表征24

2.1.2 填料-橡胶相互作用能量的理论计算28

2.1.3 界面可视化表征30

2.1.4 界面松弛谱表征37

2.1.5 溶胀法和冰点下降法表征43

2.1.6 比热容测定表征45

2.1.7 应力-应变表征46

2.2 纳米分散结构的表征48

2.2.1 显微观察49

2.2.2 理论计算与分子模拟55

2.3 物理网络结构的表征66

参考文献67

第3章 橡胶纳米增强机理73

3.1 橡胶纳米增强的机理74

3.1.1 橡胶增强中的逾渗现象74

3.1.2 橡胶增强逾渗现象的机理78

3.1.3 临界粒子间距问题的探讨83

3.1.4 临界粒径的探讨89

3.1.5 橡胶增强影响因素的进一步探讨91

3.2 橡胶高弹性本构方程93

3.2.1 基本概念93

3.2.2 唯象理论模型95

3.2.3 分子统计理论模型99

3.2.4 材料试验数据与超弹性方程确定103

3.2.5 总结105

3.3 牺牲键增强橡胶机理108

3.3.1 可逆牺牲键增强108

3.3.2 不可逆牺牲键111

3.3.3 展望112

参考文献113

第4章 橡胶纳米复合材料的动态黏弹性及生热/阻尼119

4.1 橡胶纳米复合材料黏弹性机理120

4.1.1 Payne效应120

4.1.2 Mullins效应135

4.1.3 动态生热及低生热技术137

4.2 纳米阻尼技术155

4.2.1 橡胶纳米复合材料的阻尼机理156

4.2.2 纳米填料对橡胶材料阻尼性能的影响157

参考文献166

第5章 橡胶纳米复合材料的磨耗机理及抗磨技术171

5.1 磨耗机理172

5.1.1 疲劳磨耗173

5.1.2 卷曲磨耗173

5.1.3 磨蚀磨耗175

5.1.4 切割磨耗177

5.1.5 降解磨耗178

5.2 纳米抗磨技术179

5.2.1 炭黑180

5.2.2 白炭黑183

5.2.3 黏土185

5.2.4 氧化石墨烯189

5.2.5 碳纳米管191

5.3 其他抗磨技术193

5.3.1 橡胶材料的影响193

5.3.2 硫化体系196

5.3.3 防护体系197

参考文献198

第6章 橡胶纳米复合材料的疲劳机制及耐疲劳技术203

6.1 橡胶纳米复合材料的疲劳机制204

6.1.1 基本理论204

6.1.2 影响因素206

6.1.3 研究方法215

6.2 纳米耐疲劳技术219

6.2.1 炭黑219

6.2.2 白炭黑221

6.2.3 纳米黏土222

6.2.4 碳纳米管226

6.2.5 石墨烯228

6.2.6 淀粉230

6.3 其他耐疲劳技术232

6.3.1 橡胶基体232

6.3.2 交联体系235

6.3.3 防老剂236

参考文献236

第7章 橡胶纳米复合材料的湿滑机制及抗湿滑技术241

7.1 湿滑现象242

7.2 湿滑机制243

7.2.1 橡胶材料的动态黏弹性与抗湿滑性能之间的关系244

7.2.2 胎面胶料表面粗糙度与抗湿滑性能之间的关系246

7.3 纳米抗湿滑技术249

7.4 树脂-橡胶杂化体系抗湿滑技术251

参考文献258

第8章 橡胶纳米复合材料的传导/阻隔机理261

8.1 橡胶纳米复合材料的导电性能262

8.1.1 橡胶纳米复合材料的导电机理262

8.1.2 影响橡胶纳米复合材料导电性能的因素263

8.2 橡胶纳米复合材料的介电驱动机理和影响因素279

8.2.1 介电弹性体材料的机电性能及驱动机理279

8.2.2 DE纳米复合材料的机电性能及其影响因素282

8.3 橡胶纳米复合材料导热机制及影晌导热性能的因素294

8.3.1 橡胶纳米复合材料的导热机制294

8.3.2 影响橡胶纳米复合材料导热性能的因素295

8.3.3 高导热橡胶纳米复合材料的应用299

8.4 橡胶纳米复合材料的阻隔机理和影响因素302

8.4.1 阻隔的一般机理302

8.4.2 影响橡胶纳米复合材料阻隔性的因素303

8.5 橡胶纳米复合材料的阻燃机理及影响因素311

8.5.1 橡胶纳米复合材料的阻燃机理311

8.5.2 橡胶纳米复合材料的阻燃性能及其影响因素312

参考文献325

第9章 零维纳米颗粒/橡胶纳米复合材料341

9.1 炭黑/橡胶纳米复合材料342

9.1.1 炭黑及其工业发展概述342

9.1.2 炭黑制备工艺343

9.1.3 炭黑基本结构与分类347

9.1.4 炭黑的多层次多尺度微观结构349

9.1.5 炭黑改性进展360

9.2 白炭黑/橡胶纳米复合材料365

9.2.1 白炭黑/橡胶纳米复合材料的制备365

9.2.2 白炭黑/橡胶纳米复合材料的结构与性能380

9.2.3 湿法混炼制备白炭黑母胶的中试或产业化应用382

9.3 纳米碳酸钙/橡胶纳米复合材料382

9.3.1 力学性能382

9.3.2 其他性能384

9.4 纳米氧化锌/橡胶纳米复合材料385

9.4.1 活化性能386

9.4.2 力学性能386

9.4.3 导热性能387

9.4.4 抗紫外辐射性能388

9.5 纳米有机球/橡胶纳米复合材料388

9.5.1 交联聚苯乙烯纳米有机球390

9.5.2 交联α-甲基苯乙烯/丙烯腈共聚物纳米有机球391

9.5.3 核壳型交联聚苯乙烯-聚异戊二烯纳米有机球393

9.5.4 工业化应用的前景397

9.6 不饱和羧酸金属盐增强橡胶纳米复合材料398

9.6.1 MSUCA增强橡胶纳米复合材料的制备398

9.6.2 MSUCA原位聚合反应机理399

9.6.3 影响MSUCA原位聚合反应的主要因素401

9.6.4 MSUCA增强效果及增强机理404

9.6.5 MSUCA对橡胶基体其他性能的改善406

9.6.6 MSUCA与其他填料并用增强效果406

9.7 多面体低聚硅倍半氧烷/橡胶纳米复合材料407

9.7.1 多面体低聚硅倍半氧烷/橡胶复合材料的制备方法408

9.7.2 POSS/橡胶复合材料应用展望415

9.8 淀粉/橡胶纳米复合材料416

9.8.1 淀粉/橡胶复合材料的制备、结构与性能416

9.8.2 淀粉/橡胶复合材料的应用418

9.9 其他零维纳米颗粒/橡胶纳米复合材料421

9.9.1 纳米二氧化钛/橡胶复合材料422

9.9.2 富勒烯/橡胶复合材料424

9.9.3 纳米金刚石/橡胶复合材料426

9.9.4 量子点及碳纳米点/橡胶复合材料427

9.9.5 展望428

参考文献429

第10章 一维纳米颗粒/橡胶纳米复合材料441

10.1 碳纳米管/橡胶纳米复合材料442

10.1.1 概述442

10.1.2 碳纳米管与橡胶的界面结合状态及强化449

10.1.3 碳纳米管/橡胶复合材料的性能464

10.1.4 碳纳米管/橡胶复合材料的应用研究进展472

10.2 凹凸棒土/橡胶纳米复合材料477

10.2.1 凹凸棒土/橡胶纳米复合材料的制备方法477

10.2.2 凹凸棒土/橡胶纳米复合材料的结构与性能480

10.2.3 凹凸棒土/橡胶纳米复合材料的应用前景499

10.3 埃洛石纳米管/橡胶纳米复合材料501

10.3.1 埃洛石纳米管/橡胶纳米复合材料的制备方法501

10.3.2 埃洛石纳米管/橡胶纳米复合材料的界面设计503

10.3.3 埃洛石纳米管/橡胶纳米复合材料的性能508

10.3.4 埃洛石纳米管在橡胶纳米复合材料中的其他应用516

10.4 纳米微晶纤维素/橡胶复合材料518

10.4.1 纳米微晶纤维素/橡胶复合材料的制备518

10.4.2 纳米微晶纤维素/橡胶复合材料的性能520

10.5 其他一维填料及其橡胶复合材料524

10.5.1 晶须524

10.5.2 静电纺丝纳米纤维528

参考文献530

第11章 二维纳米颗粒/橡胶纳米复合材料543

11.1 层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料544

11.1.1 层状硅酸盐的结构544

11.1.2 层状硅酸盐的性质546

11.1.3 层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的制备552

11.1.4 层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的性能555

11.1.5 层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的工业化应用558

11.2 石墨烯/橡胶复合材料567

11.2.1 石墨烯/橡胶复合材料的制备568

11.2.2 石墨烯/橡胶复合材料的性能572

11.2.3 石墨烯/橡胶复合材料的应用研究585

11.3 其他二维纳米颗粒/橡胶复合材料586

11.3.1 层状双金属氢氧化物/橡胶复合材料586

11.3.2 氮化硼纳米片/橡胶复合材料590

11.3.3 二硫化钼/橡胶复合材料594

参考文献596

第12章 自组装型橡胶纳米复合材料605

12.1 嵌段橡胶纳米复合材料606

12.1.1 概述606

12.1.2 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物607

12.1.3 热塑性聚酯弹性体610

12.1.4 热塑性聚氨基甲酸酯613

12.1.5 乙烯-辛烯嵌段共聚物616

12.2 拉伸结晶纳米自增强618

12.2.1 橡胶的应变诱导结晶618

12.2.2 应变诱导结晶过程的结构变化和演变机理619

12.2.3 温度对橡胶应变诱导结晶的影响624

12.2.4 应变诱导结晶产生的应力松弛626

12.3 自组装聚氨酯超级弹性体的设计与制备628

参考文献636

索引641