脂肪酸改性EPDM-g-MAH相容剂促进GO/EPDM/CR纳米复合材料剥离及性能提升研究

为解决橡胶纳米复合材料组分相容性差的问题，研究人员通过引入乙烯-丙烯-二烯单体接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)作为相容剂，并创新性采用二十二烷酸、二十烷酸等脂肪酸促进氧化石墨烯(GO)在EPDM/CR基体中的分散。研究证实该策略使拉伸强度提升94%（19.02→36.91 MPa），疲劳寿命提升83%，TEM显示脂肪酸链长增加可显著改善GO剥离效果，为高性能橡胶研发提供新思路。

　　

这项突破性研究揭示了脂肪酸在橡胶纳米复合材料中的关键作用。通过将氧化石墨烯(GO)与乙丙橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)共混，并引入马来酸酐接枝的EPDM(EPDM-g-MAH)作为"分子桥梁"，研究人员构建了新型杂化体系。有趣的是，像二十二烷酸这样的长链脂肪酸如同"纳米楔子"，成功撑开GO片层结构，X射线衍射证实其剥离效果。

力学测试数据令人振奋：拉伸强度飙升至36.91 MPa，模量提升32%，70 Shore A的硬度结合37800次的疲劳寿命，显示材料兼具强度与韧性。动态热机械分析(DMTA)中储能模量(E′)的显著提高，暗示受限的分子链运动——这得益于脂肪酸与GO形成的"纳米锁"结构。透射电镜(TEM)图像生动展示了随着脂肪酸碳链增长，GO片层从团聚态逐渐变为"花瓣状"均匀分散的奇妙转变。

更令人惊喜的是，该体系的硫化活化能异常低，这意味着生产工艺能耗可大幅降低。这种"一石三鸟"的设计——通过脂肪酸调控界面、相容剂强化相间作用、GO提供增强网络，为开发下一代高性能轮胎、减震材料开辟了新路径。