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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