石墨在橡胶材料中的应用研究状况
我国的石墨资源非常丰富，储量、产量和出口量均位居。橡胶的应用的环境大多比较杂乱、恶劣，需求产品本身具有杰出的功用，以保证长期发挥效果。而在橡胶制品中参加石墨粉，可有用改进其功用，可制成用于复合耐磨密封产品。合理利用石墨资源，加大其在橡胶资猜中的应用研讨，对于完成绿色橡胶工业具有重要意义。
石墨是极耐高温的功用性填料，其结构为典型的层状结构。石墨具有较小的热胀大率，杰出的自光滑功用、导热功用、导电功用、耐高低温功用、抗热震功用、耐辐射功用，安稳的化学性质，无毒。
石墨首要依据结晶程度分类，分为晶质石墨（鳞片）和隐晶质石墨（土状）两类 。
晶质石墨结晶程度高、鳞片较大，为异轴结晶的六方晶系。隐晶质石墨（也称为土状石墨或无定形石墨）是煤的一种深蜕变产品，结晶程度低于晶质鳞片石墨。
隐晶质石墨的特点是外表呈土状，实际上是隐晶、微晶、细晶和鳞片晶的混合物，其晶体具有球状超分子特点，晶体直径一般小于1μm，是微晶石墨的集合体。
作为功用优异的非金属填料，石墨在橡胶资猜中发挥着共同的效果。现在对于石墨改进橡胶资料耐磨功用、导热功用和气体隔绝功用等的研讨较为深入，石墨改性也是石墨应用研讨的重点课题之一。
1.改进橡胶资料的功用
耐磨功用
在动态工况下外表和内部冲突会导致橡胶资料生热和磨损，直至失效。石墨作为光滑剂，可减小橡胶资料的冲突因数，进步橡胶资料的耐磨功用，有用延长橡胶制品的运用寿命。这是由于与碳纤维和聚四氟乙烯等光滑资料比较，石墨的层状结构使其层内碳原子的结合力比层间碳原子结合力大100多倍，层间极易滑动，发生低冲突滑移。
二硫化钼尽管也是功用优异的片层结构无机光滑和减摩资料，且化学性质安稳，但是不适用于高温条件，运用温度不宜超越400℃；一起二硫化钼中的硫元素会对环境构成污染，不符合绿色工业化方向。
石墨是环境友好矿藏资料，是非常理想的高温光滑剂，在杂乱环境下也能够表现出优良的光滑功用。石墨用量对橡胶资料耐磨功用影响很大。
为减小二硫化钼用量，方晓波等研讨了石墨和二硫化钼并用对氟橡胶冲突功用的影响。
结果表明：跟着石墨和二硫化钼用量增大，FKM的热安稳性进步，冲突因数和磨耗量先增大后减小；当石墨质量分数为0.03和二硫化钼质量分数为0.05时，FKM冲突因数和磨耗量小，耐磨功用好。
杨建选用乳液共混的办法制备了晶质石墨/丁腈橡胶纳米复合资料，考察了晶质石墨粒径对复合资料冲突功用的影响。
结果表明，选用粒径较小的晶质石墨作填料，能够在保持复合资料物理功用的一起，减小复合资料的冲突因数，一起进步复合资料的气体隔绝功用、导电功用和导热功用等。
史俊红等对超细石墨/氢化丁腈橡胶复合资料的耐磨功用和物理功用进行了研讨。
结果表明：跟着超细石墨用量增大，复合资料的邵尔A型硬度改变不大，100%定伸应力增大，磨耗量先增大后减小；当石墨用量到达40份时，复合资料的冲突因数最小。
秦红玲等在NBR中参加超高相对分子质量聚乙烯和石墨，制得低冲突、低噪声舰船尾管水光滑轴承资料。该资料的冲突功用和物理功用到达我国GB/T 769—2008《船用整体式橡胶轴承》和美国MIL-DTL-17901C（SH）要求，在低转速下冲突因数更小，一起该资料的减振降噪功用杰出。石墨与二硫化钼作为橡胶填料具有协同效果。
杨汉祥等选用机械共混法制备了晶质石墨/二硫化钼/NBR复合资料，考察了晶质石墨和二硫化钼用量对复合资料物理功用和冲突功用的影响，并用扫描电子显微镜调查了晶质石墨和二硫化钼在橡胶基体中的涣散状况。
结果表明：晶质石墨/二硫化钼/NBR复合资料的邵尔A型硬度、拉伸强度和撕裂强度均高于晶质石墨/NBR复合资料和二硫化钼/NBR复合资料；当晶质石墨用量为10份和二硫化钼用量为7份时，复合资料的物理功用最佳，且晶质石墨和二硫化钼在橡胶基体中的涣散性最好，复合资料的冲突因数为最小值0.7。
石墨的冲突机理也是现在的研讨热点。较为干流的“吸着说”认为，石墨外表之所以能构成杰出的光滑膜以及石墨转移至高分子资料外表构成光滑膜，是由于石墨基体吸附了各种气体分子和其他杂原子，缓解了石墨晶格缺陷所引起的力场不平衡，下降了石墨的外表能。
姜国栋对二硫化钼/石墨/PTFE复合资料进行了冲突功用研讨。剖析得出，石墨和二硫化钼减磨的首要机理是二者转移至复合资料外表上构成了光滑膜以及其自光滑特性，使得复合资料的冲突因数减小，耐磨功用进步。
方晓波等认为，石墨和二硫化钼转移至FKM外表构成的光滑膜能够减少FKM与冲突面的直接触摸，使冲突发生在FKM与光滑膜和冲突面与光滑膜之间，然后大大减小FKM的冲突因数。
另外还发现，未填充石墨的FKM资料的磨损首要是磨粒磨损，填充石墨的FKM资料的磨损除磨粒磨损外，还有粘着磨损。
胡亚非等认为，决议石墨/高分子复合资料冲突功用的首要因素是光滑膜成膜条件和光滑膜重构速度与解附速度。
导热功用
作为功用性导热填料，石墨可进步橡胶资料的导热功用。S.A.Mansour等研讨了石墨对 NBR/聚氯乙烯共混物 导热功用的影响。
结果表明：参加石墨，可进步NBR/PVC共混物的导热功用；当石墨用量为70份时，共混物的导热功用最好。
闫海泉等研讨了改性石墨对天然橡胶导热功用和物理功用的影响。
结果表明，添加改性石墨后，NR的导热功用和物理功用进步，石墨与丙烯酸酯类改性剂用量比分别为5/1与10/1的NR归纳功用不同不大。
谢炜等以隐晶质石墨为导热填料，聚乙烯醇为粘合剂，研讨了隐晶质石墨用量和粒径对复合资料导热功用的影响。
结果表明，复合资料的导热功用跟着石墨用量增大而进步，跟着石墨粒径减小而下降。唐伟等对聚丁烯/石墨导热复合资料进行了研讨。结果表明，跟着石墨用量增大，复合资料的导热率增大。
气体隔绝功用
胀大石墨是天然石墨经过插层、水洗、干燥、高温膨化后得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，微孔结构赋予其优异的气体隔绝功用和阻燃功用，在密封、阻燃、耐腐蚀橡胶资猜中得到广泛应用。
孙凤勤等研讨了胀大石墨对硅橡胶阻燃功用、导热功用和物理功用的影响。
结果表明，胀大石墨是硅橡胶杰出的阻燃剂，胀大石墨在胶猜中的质量分数为0.1时，硅橡胶的氧指数为45，拉伸强度为0.91MPa，拉断伸长率为137.8%。
黄琨等用熔融插层复合法制备了密封用胀大石墨/三元乙丙橡胶复合资料，研讨了复合资料的气体隔绝功用。
结果表明，胀大石墨以纳米尺度涣散在复合资猜中，长径比大，沿资料外表取向的片层构成了细密的小分子隔绝层，延长了气体等小分子的有用分散途径，阻碍了气体分散，然后大大进步了复合资料的气体隔绝功用。
强度功用
方庆红等选用不同粒径（30～150nm）的石墨制备了纳米石墨/NR复合资料，研讨了石墨粒径对复合资料强度功用的影响。
结果表明，粒径较大的石墨对复合资料的补强效果较显着。
张志毅等制备了石墨/聚氨酯弹性体复合资料，并对复合资料的功用进行了研讨。
结果表明：石墨与PU的相容性和在PU中的涣散性较好；当石墨质量分数小于0.15时，跟着石墨质量分数增大，复合资料的300%定伸应力、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度进步；石墨在复合资猜中的质量分数到达0.3时，复合资料的硬度最大，强度功用下降。
2.改性石墨的应用研讨
石墨具有极强的疏水性，易聚会，经过改功用够改进其与橡胶基体之间的界面相容性，然后进步橡胶资料的归纳功用。现在常用的晶质石墨改性剂是钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂。
李明琴等选用硅烷偶联剂对石墨改性，研讨了改性石墨/NR复合资料的制备及功用。
结果表明：偶联剂Si69对石墨的改性效果较好；偶联剂Si69改性石墨/NR复合资料的导热功用和物理功用进步；跟着偶联剂Si69改性石墨用量增大，复合资料的导热功用进步，物理功用先进步后下降；当改性石墨用量为30份时，复合资料的归纳功用较好。
李冬冬等用钛酸酯偶联剂对石墨进行改性，研讨改性石墨与炭黑并用对甲基乙烯基硅橡 胶导热功用和物理功用的影响。
结果表明：改性石墨在MVQ中涣散性较好，进步MVQ的导热功用和物理功用；石墨用量增大，构成的导热网链增多，MVQ的热导率增大；当石墨/炭黑质量比为25/5时，MVQ的热导率较大，归纳功用较好。
何燕等用聚丙烯酸酯改性石墨，研讨了改性石墨/NR复合资料的制备和功用。
结果表明：改性石墨聚集效果下降，外表粗糙度进步及有机基团增多，石墨与橡胶之间的结合效果增强，复合资料的导热网链和“桥接”导热通道增多，导热功用和物理功用进步；聚丙烯酸酯软硬段单体配比影响改性效果，当石墨与改性单体质量比为10/1、软硬段单体的质量比挨近1/1时，复合资料归纳功用较好。
周文雅选用湿法改性隐晶质石墨，研讨了隐晶质石墨/NR复合资料的功用。
结果表明：隐晶质石墨经拌和磨超细粉碎后用钛酸酯偶联剂TC200s作改性剂，改性的最佳工艺条件为温度25℃，时间15min，矿浆质量分数0.1，改性剂/隐晶质石墨质量比1/100；改性隐晶质石墨与NR相容性好，在NR中涣散均匀；隐晶质石墨/NR复合资料的功用与炭黑/NR复合资料相当，改性隐晶质石墨可代替炭黑作补强剂。
跟着科学技术日新月异的开展，对橡胶资料的耐高温功用、耐磨功用、气体隔绝功用和强度功用等提出了更高的要求。石墨以其共同的理化性质，作为橡胶功用填料，在橡胶工业中起着重要的效果。
