石墨烯橡胶的性能

橡胶在室温下具有独特的高弹性，其作为一种重要的战略性物资，广泛应用于国民经济、高新技术和国防军工等领域。 然而，未补强的橡胶强度低、模量低、耐磨差、抗疲劳差，没有实用性，因此对于绝大多数橡胶都需要填充补强。

面对橡胶制品的功能性需求，发展低填料含量和高增强效率( 降低生热)，同时具有功能性的纳米填料( 黏土、碳纳米管( CNTs) 、石墨烯等) /橡胶复合材料的制备与研究显得尤为重要。与其他填料CB、SiO2、CNTs、黏土等相比，石墨烯作为橡胶纳米填料，具有更高的比表面积、强度、弹性、热导率和电导率等。

传统的橡胶，无论是天然的还是合成的，都必须经过化学交联反应才能变硬。交联的单个聚合物链提供了更好的抗磨性，但也有抗疲劳、抗油和抗溶剂的能力。这些特性可以在制造过程中通过添加复合成分进一步增强。氧化石墨烯就是其中之一：它既能交联又能增强橡胶。特别是，它可以增加橡胶承受长时间磨损的能力。此外，它还可以提高橡胶的拉伸和撕裂强度、阻燃性和耐热性。

由于石墨烯优异的性质以及低的成本，石墨烯作为橡胶纳米填料被广泛报道。为了获得优异性能的石墨烯 /橡胶复合材料，首先要保证石墨烯在橡胶基体中均匀分散。石墨烯的分散与复合材料的制备方法、石墨烯表面化学、橡胶种类以及石墨烯-橡胶界面关系有着密切关系。

石墨烯被认为是目前最硬、强度最高的材料，拥有超高的比表面积，加入非常少量石墨烯就能明显提橡胶复合材料性能。在石墨烯 /橡胶复合材料中，石墨烯的分散和石墨烯-橡胶界面作用是决定复合材料性能的两个重要因素。通过表面改性，可以有效增加石墨烯及其衍生物与橡胶的界面作用，提高填料的分散。

作为橡胶纳米填料，石墨烯具有非常高的增强效率和效果，同时还可以赋予橡胶材料其他特性如导电性、导热性，改善其动态性能和气体阻隔性等，对橡胶制品的高性能化和功能化具有特别的意义。

石墨烯橡胶在新型鞋的应用

近几年，石墨烯在鞋业应用的尝试越来越多，含有石墨烯材料的鞋服也正逐步成为市场热宠。

将石墨烯应用于鞋子中，鞋子在保持着40℃恒温的情况下，时长可长达9小时，在50℃恒温时，时长为7小时。

据悉，把石墨烯应用于鞋服当中，在使用过程中全部使用阻燃材料，安全系数高，不会对人体造成任何损伤，通过了各项安全检测认证。值得一提的是，石墨烯具有超快的导热功能，从开启电源到发热仅需9秒。

接下来，我们展示了石墨烯橡胶在体育领域应用的一些例子：

石墨烯跑鞋

跑鞋对于运动爱好者来说非常重要，但想要找到一双合适的也不那么容易。好不容易把它驯服合脚了，它却要下岗了。

为了解决这个问题，众多造鞋厂商也是耗费苦心。想要寻找一种能让鞋子更耐穿的材料。而石墨烯作为世界上最薄的材料,硬度约为钢的200倍,它的出现让鞋商们看到了希望。

早在2017年，英国一服装公司Inov-8通过跟曼彻斯特大学的合作，就尝试将加热后的石墨烯微粒加入鞋底橡胶中，试图增强跑鞋的使用寿命。最终他们开发出了世界上首款石墨烯鞋底跑鞋，这双鞋也受到了大家青睐。

几年过去了，石墨烯越来越多地出现在这家公司的产品目录中，这一次，石墨烯则被用于号称寿命是行业标准两倍的越野跑鞋中。新款石墨烯鞋是针对超级马拉松和长跑运动爱好者打造，它被称为是世界上首款配有石墨烯加强缓冲泡沫材料的跑鞋。在实验测试中，石墨烯增强泡沫比标准EVA泡沫要高出25%的能量回报。这意味着脚步传递到鞋子中25%的能量都会返回，这种额外的推动，能让跑者更轻松，更长时间的享受整个过程。同时，它还不容易受到压缩磨损并提供反弹和舒适的更大时间框架。

经过实验室验证，这种泡沫在1200公里后仍然表现良好--是行业标准的两倍。除了在实验中，他们还进行了剧烈的老化测试，尽管石墨烯增强泡沫已经明显老化，但它仍比一些未老化的泡沫提供了更多的能量回报。

将石墨烯纳入运动鞋的鞋底使其耐用性翻倍

运动鞋制造商已经探索了在鞋底使用石墨烯的方法。大多数鞋子都是用橡胶大底抓地，泡沫中底吸收冲击并帮助弹跳的。石墨烯旗舰合作伙伴Versarien和美国品牌Flux合作生产Flux鞋，在大底中加入Versarien的Graphene-Wear™。这项技术包括富含石墨烯的橡胶和热塑性弹性体，适用于开发减少磨损的鞋类。它们的强度是没有加入石墨烯的化合物的两倍，寿命长30%。这些鞋底也比不含石墨烯的鞋底更能抵抗裂纹的传播。

加入石墨烯的鞋底

高新材料石墨烯的加入，意味着即使只是在鞋底添加少许剂量，也能让鞋保持持久的耐用性，既能维持形状长时间不会改变，也能减少更换磨损鞋子的需要。

鞋子行业小创新一直不断，不论是对鞋子的穿戴舒适性或是特定用途的功能性方面都作出了很大的变化与改进。

通过添加石墨烯材料，可利用石墨烯这种神奇材料的温度调节和提升鞋底拉伸性能。

Freshoe 凉鞋能迅速、稳定地驱散用户脚上的热量，鞋子底部的微型通风口设计有助于加速这一过程，让用户双脚在穿上 凉鞋时能比传统材料更凉爽，这种材料同时具有抗菌性，可有效减少脚臭等异味。

文章来源：贤集网