為制備石墨/丁腈膠乳納米復(fù)合材料,首先采用超聲波粉碎處理膨脹石墨來制備石墨納米薄片,然后對直接共混、通過低聚物液體丁腈膠乳預(yù)處理石墨、以ｂｉｎｇ酮作為溶劑進(jìn)行溶液共混、采用不同表面活性劑進(jìn)行乳液共混的方法進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明,ｃｈｏｕ次提出的乳液共混法(LCM法)可成功地制備石墨/丁腈膠乳納米復(fù)合材料。電鏡觀察及XRD分析結(jié)果說明,采用十二烷基磺酸鈉穩(wěn)定納米石墨水懸浮液,并與丁腈膠乳乳膠共混共沉制備的石墨/丁腈膠乳納米復(fù)合材料中,石墨分散均勻,片層的聚集體尺寸更小,達(dá)到了納米片層的尺度,而且同時存在橡膠大分子插層、表面活性劑插層以及未插層的多種石墨分散結(jié)構(gòu)。通過力學(xué)性能、動態(tài)力學(xué)性能、功能性能的測試,發(fā)現(xiàn)石墨/丁腈膠乳納米復(fù)合材料具有大幅提高的力學(xué)性能,在10 phr的石墨用量內(nèi),納米復(fù)合材料的硬度、定伸應(yīng)力及拉伸強度均隨著石墨用量的增加而明顯提高,斷裂伸長率則有所下降;納米石墨的加入對復(fù)合材料的動態(tài)儲能模量有明顯的增強其效果,特別是在橡膠態(tài)下,納米復(fù)合材料的動態(tài)模量比純膠大幅度提高,而且隨著石墨用量的增加,納米復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度明顯向高溫方向移動;復(fù)合材料的摩擦系數(shù)降低,磨損性能大大提高;復(fù)合材料還具有多樣的功能特性,如優(yōu)異的耐磨性能、優(yōu)異的氣體阻隔性能、一定的導(dǎo)電性能及導(dǎo)熱性能等。通過熱重分析發(fā)現(xiàn),羧基丁腈膠乳改性在中低溫(≤400℃)下提高了酚醛樹脂耐熱性,特別是提高了酚醛樹脂的起始分解溫度。

石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和電學(xué)性能，可作為一種理想的填料來制備聚合物復(fù)合材料。然而，如何改善石墨烯在聚合物中的分散以及其與聚合物的界面相互作用仍是當(dāng)今尚待解決的問題。本文圍繞這些問題，對石墨烯進(jìn)行改性，并系統(tǒng)研究了石墨烯對橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。 通過改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯（G-O），再采用溶液共混和機械共混相結(jié)合的方法制備了三元乙丙橡膠（EPDM）/石油樹脂（PR）/G-O復(fù)合材料。G-O在EPDM和EPDM/PR共混物中均勻分散，可能歸因于EPDM與G-O匹配的表面能以及低界面能。0.5wt%G-O的加入使EPDM的斷裂伸長率、拉伸模量、拉伸強度分別提高了30%、130%和50%。通過酯化反應(yīng)將不同分子量的聚乙二醇單ｊｉａ醚(mPEG)接枝到羧基丁腈膠乳(XNBR)的側(cè)基上,制備了梳狀共聚物,用紅外光譜證明了接枝反應(yīng)的成功,質(zhì)子核磁共ｚｈｅｎ波譜分析了梳狀共聚物中接枝的聚乙二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。加入少量的G-O提高了EPDM和EPDM/PR共混物的阻尼性能，提供了一種制備阻尼材料的新方法。

利用Cu~(2 )的配位能力，通過溶液共混制備出均勻分散、和可解交聯(lián)的丁腈膠乳（NBR）/G-O/CuSO 4復(fù)合材料。Cu2既能通過G-O的含氧官能團(tuán)來連接G-O，也能通過與腈基的配位作用交聯(lián)NBR。用CuSO_4配位交聯(lián)NBR的活化能低于用過氧化二異丙ｂｅｎ共價交聯(lián)NBR的活化能。同時，Cu~(2 )的配位作用改善了G-O和NBR的界面相互作用。加入CuSO_4能顯著提高NBR/G-O復(fù)合材料的力學(xué)性能，其拉伸強度增加了4倍以上。熱溶劑可使NBR/G-O/CuSO_4復(fù)合材料發(fā)生解交聯(lián)，二次交聯(lián)的復(fù)合材料還能保持較好的力學(xué)性能。對環(huán)氧化反應(yīng)的動力學(xué)分析表明，丁腈膠乳的環(huán)氧化過程可視為準(zhǔn)一級反應(yīng)，且反應(yīng)速率常數(shù)由大轉(zhuǎn)小，這與橡膠中的雙鍵構(gòu)型有關(guān)。 采用十八烷基胺（ODA）接枝改性G-O，并用維生素C（L-AA）還原的方法制備了ODA改性的石墨烯（G-ODA）。

本發(fā)明涉及膠乳領(lǐng)域，具體地，涉及一種羧基丁腈膠乳的制備方法以及該方法制得的羧基丁腈膠乳。所述羧基丁腈膠乳的制備方法包括以下步驟：(1)在引發(fā)劑的存在下，將丙ｘｉ腈、乙烯基不飽和羧酸單體和乳化劑在水中接觸，所述接觸的條件使得發(fā)生共聚反應(yīng)生成顆粒直徑為50?90nm的共聚物，得到種子膠乳；(2)將丙ｘｉ腈、丁二烯和分子量調(diào)節(jié)劑組成的混合物連續(xù)加入到步驟(1)得到的種子膠乳中，加入完畢后補加乳化劑并繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；中試重復(fù)試驗穩(wěn)定性好,產(chǎn)品在低溫性、彈性和耐油性之間有較好的平衡性,且加工性能較優(yōu)。(3)向步驟(2)所得反應(yīng)混合物中補加引發(fā)劑并繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。