面向先进密封应用的高性能氟橡胶-石墨烯纳米复合材料
材料科学
2020-12-02 v1
摘要
能够在众多工业中保护关键部件免受高压气体和液体化学品侵蚀并承受机械变形的高性能密封材料至关重要。本工作中，将石墨烯纳米片（GNPs）引入氟橡胶（FKM）基体中，以改善其机械与阻隔性能并测试其在密封应用中的适用性。制备了填充不同载量 GNPs 的纳米复合材料，并与填充炭黑（CB）的对应材料进行比较。GNPs 以高度面内取向均匀分散。添加 GNPs 显著改善了 FKM 的拉伸与阻隔性能。基于剪切滞后/混合律理论的微力学建模被用于分析 GNPs 的增强效率。添加 GNPs 后，弹性体能够在液体中各向异性溶胀，这一事实可用于调控密封应用的溶胀性能。在气体渗透性方面，引入了修正的成熟 Nielsen 理论来分析块体复合材料的 CO2 渗透率。在相对较低填料载量下机械、热与阻隔性能的显著改善，表明所制备的 FKM/GNP 纳米复合材料在先进密封应用中极具前景。
引用
@article{arxiv.2012.00384,
title = {High-performance fluoroelastomer-graphene nanocomposites for advanced sealing applications},
author = {Mufeng Liu and Pietro Cataldi and Robert J. Young and Dimitrios G. Papageorgiou and Ian A. Kinloch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00384},
year = {2020}
}