ゴムナノコンポジット材料の界面および分散特性に関する研究進展

Xin-yang Liu ,  

Zhi-yi Zhang ,  

Chen-chen Tian ,  

Nan-ying Ning ,  

Ming Tian ,  

摘要

ゴムナノコンポジット材料は、交通(高性能タイヤなど)、航空宇宙、防衛などの国家戦略分野において重要な応用価値を持ち、複合材料のマクロ性能はナノフィラーとゴムの界面相互作用および基体中のフィラーの分散構造と密接に関連しています。しかし、従来の評価手法は解像度が不足しているため、ナノスケールの微細構造(界面特性、分散構造)と複合材料のマクロ性能との関連メカニズムを明確に解明することが難しく、高性能ゴムナノコンポジットの設計・製造に明確な指針を提供できません。本レビューでは、原子間力顕微鏡(AFM)ナノメカニカルイメージング技術の高解像度の利点を活用し、ゴムナノコンポジット材料界面構造(界面厚さ、ナノメカニカル特性)の定量的評価を行う方法、さらにナノスケールの分解能を持つ3D走査透過型電子顕微鏡(3D-STEM)と、マイクロスケールの視野を持つシンクロトロンX線コンピューター断層撮影(X-ray CT)を組み合わせて、ゴムマトリックス中のナノフィラーの三次元分散構造を詳細に評価する方法(フィラー凝集体の分散均一性、サイズ分布、内部密度およびフィラーネットワーク構造の分岐度と連結性など)について紹介しています。ゴムとフィラーの物理化学的性質がナノコンポジットの多スケール微細構造に与える影響をまとめました。

关键词

ゴムナノコンポジット材料;界面特性;三次元分散構造;構造と性能の関係

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