弹性体复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及纳米材料
技术领域：
，特别是涉及一种弹性体复合材料及其制备方法。
背景技术：
：弹性体通常由一种基底聚合物与多种化学物质混合而成。弹性体具有长链和交联点结构，当受到拉伸时，长链结构在其可承受的范围内延伸；当拉伸力消失后，由于交联点的固定作用，使得长链又收缩回原来的状态。性能优良的弹性体的延伸率可达5％～700％。通常，弹性体需要在其中加入增强剂、硬化剂与防氧化剂等，以增强其力学性能和耐腐蚀性能。传统方法加入炭黑或玻璃纤维等，往往可以加强其拉伸模量(硬度)，然而同时会造成断裂形变度的下降。现阶段的工业中，需要高拉伸模量，高断裂形变度及低密度的弹性体作为原料，如应用到航空领域的轮胎，石油钻探、提炼领域的密封圈及防喷器等。为了适应这些工业需求，人们通过加入碳纳米管，以增强弹性体复合材料的拉伸模量和抗压缩能力。然而，由于碳纳米管具有团聚的性质，使得碳纳米管难以均匀分散，影响弹性体复合材料的力学性能。一些研究通过对碳纳米管进行改性以避免碳纳米管的团聚。传统的改性方式主要通过强酸或卤化物等物质与碳纳米管反应，虽然能够一定程度地改善碳纳米管的团聚，但是对碳纳米管的结构破坏严重，导致弹性体复合材料的力学性能仍不能满足实际需求。技术实现要素：基于此，有必要提供一种弹性体复合材料的制备方法，该制备方法能够制备具有较优力学性能的弹性体复合材料。此外，还提供一种弹性体复合材料。一种弹性体复合材料的制备方法，包括如下步骤：在第一基底上沉积碳纳米管阵列；在第二基底上沉积改性物，所述改性物为热分解温度为300℃以下的高分子聚合物；在第一保护性气体氛围下，对形成有所述碳纳米管阵列的所述第一基底及形成有所述改性物的所述第二基底进行紫外光照射处理，以使所述改性物和所述碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列，所述紫外光的照射功率为15mw～35mw，所述紫外光为照射波长为150nm～350nm的单色窄带光，所述紫外光照射处理的时间为30min～60min；及在第二保护性气体氛围下，将所述改性碳纳米管阵列及前驱体混匀，并于325℃～330℃下反应15min～20min，成型，得到弹性体复合材料，所述前驱体为热分解温度为300℃以上的高分子聚合物。上述弹性体复合材料的制备方法通过将碳纳米管阵列和改性物置于紫外光下进行紫外光照射处理，并设定紫外光的照射功率为15mw～35mw，设定紫外光为照射波长为150nm～350nm的单色窄带光，使得改性物能够接枝到碳纳米管阵列的表面，以增大碳纳米管之间的距离，从而降低由于碳纳米管之间的范德华力所致的团聚，以得到易于分散的改性碳纳米管阵列，在将改性碳纳米管阵列、前驱体与硫系交联剂混合得到弹性体复合材料的过程中，由于改性物为热分解温度为300℃以下的高分子聚合物，前驱体为热分解温度为300℃以上的高分子聚合物，在升温的过程中，碳纳米管阵列与改性物之间的连接键断裂而使改性碳纳米管阵列恢复为碳纳米管阵列，以恢复碳纳米管阵列原始的优越力学性能，从而使得到的弹性体复合材料具有优异的力学性能，同时，上述制备方法不需要将碳纳米管阵列分散在溶剂中再进行后续处理，避免了使用有毒试剂而造成人体和环境的伤害。经试验验证，上述制备方法得到的弹性体复合材料的标准化拉伸模量为85.3～87.3，断裂伸长率为628％～660％，具有优异的力学性能。在其中一个实施例中，所述改性物选自聚甲基丙烯酸甲酯及聚甲醛中的至少一种；及/或，所述前驱体选自聚丁二烯及聚氯丁烯中的至少一种。在其中一个实施例中，所述改性碳纳米管阵列及所述前驱体的质量比为0.6:100～0.8:100。在其中一个实施例中，所述在第二保护性气体氛围下，将所述改性碳纳米管阵列及前驱体混匀，并于325℃～330℃下反应15min～20min的步骤包括：将所述改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，所述第一溶剂选自二氯苯、四氢呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、环己烷及n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；将所述前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，所述第二溶剂选自二氯苯、四氢呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、环己烷及n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；及将所述第一分散液与所述第二分散液混合均匀，并以10℃/min～12℃/min的速度升温至325℃～330℃，且于325℃～330℃下反应15min～20min。在其中一个实施例中，所述改性碳纳米管阵列与所述第一溶剂的质量比为1:(100～150)，所述前驱体与所述第二溶剂的质量比为1:(1～3)。在其中一个实施例中，所述在第一基底上沉积碳纳米管阵列的步骤包括：在所述第一基底上沉积催化剂层；及在第三保护性气体氛围下，将形成有所述催化剂层的所述第一基底升温至550℃～900℃后，再通入碳源气体反应，得到所述碳纳米管阵列；所述碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，所述乙烯、所述氢气和所述氮气的气体分压比为(25～40)：(1～10)：(70～80)。在其中一个实施例中，所述碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，所述碳纳米管阵列的长度为400μm～600μm，所述碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为10nm～15nm；及/或，在所述第二基底上沉积的改性物的厚度为1mm～5mm；及/或，所述第一基底为镍片或铜片；及/或，所述第二基底为镍片或铜片。在其中一个实施例中，所述对形成有所述碳纳米管阵列的所述第一基底及形成有所述改性物的所述第二基底进行紫外光照射处理的步骤中，所述第一基底与所述第二基底放置于同一水平面，所述第一基底具有第一工作面，在所述第一工作面上形成碳纳米管阵列，所述第二基底具有第二工作面，在所述第二工作面上形成改性物，所述碳纳米管阵列与所述改性物在水平方向上形成不大于0.8mm的间隙。在其中一个实施例中，所述第一保护性气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种；及/或，所述第二保护性气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。一种弹性体复合材料，由上述实施例所述的弹性体复合材料的制备方法制备得到。附图说明图1为实施例1的弹性体复合材料的扫描电镜图；图2为实施例1的碳纳米管阵列的xps图；图3为实施例1的聚甲基丙烯酸甲酯的xps图；图4为实施例1的改性碳纳米光阵列的xps图；图5为实施例1和实施例7的弹性体复合材料的应力-应变对比曲线。具体实施方式为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的
技术领域：
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。一实施方式的弹性体复合材料的制备方法，包括如下操作s110～s140：s110、在第一基底上沉积碳纳米管阵列。在其中一个实施例中，第一基底为镍片或铜片。第一基底的主要作用在于对承载碳纳米管阵列，而镍片及铜片对于碳纳米管阵列的稳定性好，不会与碳纳米管阵列发生反应。在其中一个实施例中，第一基底的尺寸为2英寸，当然，在其他实施方式中，第一基底的尺寸也可以是其他任意尺寸。在其中一个实施例中，在第一基底上沉积碳纳米管阵列的步骤包括s111～s112：s111、在第一基底上沉积催化剂层。在其中一个实施例中，采用电子束蒸发法在第一基底的表面形成催化剂层。进一步地，催化剂层的材料选自钴和镍中的至少一种。催化剂层的厚度为20nm～23nm。s112、在第三保护性气体氛围下，将形成有催化剂层的第一基底升温至550℃～900℃后，再通入碳源气体反应得到碳纳米管阵列。在其中一个实施例中，第三保护性气体选自氮气、氢气、氩气和氦气中的至少一种。在其中一个实施例中，将沉积有催化剂层的第一基底放置于化学气相反应炉中进行反应。进一步地，先向化学气相反应炉中通入保护性气体，再升高化学气相反应炉的温度至550℃～900℃，使得催化剂层在第一基底上均匀成核；再向其中通入碳源气体进行反应。在其中一个实施例中，碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为(25～40)：(1～10)：(70～80)。通入碳源气体的气流量为1l/min～3l/min，通入碳源气体进行反应的时间为15min～25min。在其中一个实施例中，在第一基底上沉积得到的碳纳米管阵列中碳纳米管为单壁碳纳米管。需要说明的是，在第一基底上沉积得到的碳纳米管阵列中碳纳米管也可以是多壁碳纳米管。需要说明的是，采用上述弹性体复合材料的制备方法时，由于单壁碳纳米管结构更加单一整齐，其碳碳键的键能更高，因此，单壁碳纳米管纤维的表面较多壁碳纳米管纤维的表面修饰难度更大。在其中一个实施例中，在第一基底上沉积得到的碳纳米管阵列的长度为400μm～600μm。碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为10nm～15nm。在其中一个实施例中，第一基底具有第一工作面，在第一工作面沉积形成碳纳米管阵列层。s120、在第二基底上沉积改性物，改性物为热分解温度为300℃以下的高分子聚合物。在其中一个实施例中，改性物为热分解温度为300℃以下、相对分子质量为800～4000的高分子聚合物。此种设置，进一步增加改性碳纳米管阵列的抗团聚的性能，提高改性碳纳米管阵列的分散性。当温度高于300℃时，在热分解过程中会对整个复合材料造成破坏。当相对分子质量低于800时，对碳纳米管的抗团聚效果及分散效果不佳；当相对分子量高于4000时，会导致热分解不彻底的情况产生。进一步地，改性物为热分解温度为120℃～180℃、相对分子质量为800～4000的高分子聚合物。在其中一个实施例中，改性物选自聚甲基丙烯酸甲酯及聚甲醛中的至少一种。当改性物含有聚甲基丙烯酸甲酯时，有利于提高弹性体复合材料的耐冲击性能和耐候性。需要说明的是，改性物不限于上述指出的物质，其他热分解温度为300℃以下的高分子聚合物也可以作为改性物。在其中一个实施例中，第二基底为镍片或铜片。第二基底的主要作用在于承载改性物，而镍片及铜片的稳定性好，不会与改性物发生反应。在其中一个实施例中，第二基底的尺寸为50mm*50mm，当然，在其他实施例中，第二基底的尺寸也可以是其他任意尺寸。在其中一个实施例中，在第二基底上沉积改性物的方法可以采用在第二基底上形成改性物薄膜的方式。当然，在其他实施方式中，也可以采用剪切改性物材料再置于第二基底上的方式。在其中一个实施例中，在第二基底上沉积的改性物的厚度为1mm～5mm。在其中一个实施例中，第二基底具有第二工作面。在第二工作面上沉积形成改性物。改性物完全覆盖第二工作面。s130、在第一保护性气体氛围下，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，以使改性物和碳纳米管阵列进行接枝反应，得到改性碳纳米管阵列。在其中一个实施例中，将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底放置于同一反应腔。反应腔能够密闭，且反应腔具有一进气口和一出气口。反应腔中设有紫外光组件，能够对反应腔进行紫外光照射处理。进一步地，将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中。在其中一个实施例中，将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置，使得第一基底上的碳纳米管与第二基底上的改性物处于同一水平面上。进一步地，碳纳米管阵列与改性物在水平方向上形成不大于0.8mm的间隙。优选地，碳纳米管阵列及改性物直接接触。在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理的过程中，首先，封闭反应腔的进气口及出气口，并对反应腔进行抽真空处理，使反应腔内的气压降至10-2torr以下。优选地，使反应腔内的气压降低至10-6torr以下。其次，再通过进气口向反应腔中通入第一保护性气体直至达到正常大气压，打开出气口，并不断通入第一保护性气体保持体系的压强。在其中一个实施例中，第一保护性气体的流速为2l/min～3l/min。第一保护性气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理时紫外光的照射功率为15mw～35mw。在此照射功率下，有利于提高反应体系的热效应，使得体系温度升高至高分子聚合物形成气态状态，并在第一保护性气体气流的作用下移动至碳纳米管阵列的表面与碳纳米管阵列发生接枝聚合反应。在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理时紫外光的照射功率为15mw～25mw。在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理时紫外光的照射功率为25mw～35mw。在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理时紫外光的照射功率为22mw～33mw。在其中一个实施例中，紫外光为照射波长为150nm～350nm的单色(monochromatic)窄带光。进一步地，单色窄带光为带宽为200nm～350nm的单色光。在其中一个实施例中，紫外光为照射波长为200nm～298nm的单色窄带光。在其中一个实施例中，紫外光为照射波长为298nm～350nm的单色窄带光。在其中一个实施例中，紫外光为照射波长为260nm～330nm的单色窄带光。进一步地，紫外光的照射波长通过以下公式计算：λ1＝nhc/δ1，λ2＝nhc/δ2；λ≤min{λ1，λ2}；其中，λ为紫外光的照射波长，n为阿伏伽德罗常数，h为普朗克常数，c为波长；δ1为碳纳米管阵列中c＝c键的键能，λ1为使得碳纳米管阵列中c＝c键断裂时的紫外光照射波长；δ2为改性物中c-c键或c＝c键的键能，λ2为使得改性物中c-c键或c＝c键断裂时的紫外光照射波长。进一步地，需要说明的是，δ2为改性物中主链上c-c键或c＝c键的键能。在进行紫外光照射处理时，改性物的主链断裂并重新接枝到碳纳米管阵列上。可以理解，紫外光的照射波长越短，紫外光所产生的光子能量越大，而λ1为将碳纳米管阵列中c＝c键打开的最大波长，λ2为使得改性物中c-c键或c＝c键打开的最大波长，当紫外光的照射波长≤min{λ1，λ2}时，能够使得改性物接枝到碳纳米管阵列上。进一步地，紫外光的照射波长＝min{λ1，λ2}。在此条件下，有利于在保证改性物能够接枝到碳纳米管阵列的情况下减少紫外光对改性物及碳纳米管阵列结构的破坏。在其中一个实施例中，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为2mm～20mm。在其中一个实施例中，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为5mm～18mm。在其中一个实施例中，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为10mm～15mm。在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为20min～50min。在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为20min～35min。在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为35min～50min。在其中一个实施例中，进行紫外光照射处理的时间为33min～45min。在其中一个实施例中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理时紫外光的照射功率为22mw～33mw，紫外光为照射波长为260nm～330nm的单色窄带光，进行紫外光照射处理的时间为33min～45min。在此条件下，有利于在保证改性物能够接枝到碳纳米管阵列的情况下减少紫外光对改性物及碳纳米管阵列结构的破坏，以进一步提高弹性体复合材料的力学性能。在其中一个实施例方式中，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理之后，还包括将第一基底放置于保护性气体氛围下自然冷却的操作。需要说明的是，在其他实施方式中，将第一基底放置于保护性气体氛围下自然冷却的操作也可以省略。在其中一个实施例中，将第一基底放置于第一保护性气体氛围下自然冷却的操作中，保护性气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。将第一基底放置于保护性气体氛围下进行自然冷却能够防止碳纳米管阵列暴露在空气中而被氧化。s140、在第二保护性气体氛围下，将改性碳纳米管阵列及前驱体混匀，并于325℃～330℃下反应15min～20min，成型，得到弹性体复合材料。前驱体为热分解温度为300℃以上的高分子聚合物。在改性碳纳米管阵列、前驱体与硫系交联剂混合得到弹性体复合材料的过程中，由于改性物为热分解温度为300℃以下的高分子聚合物，前驱体为热分解温度为300℃以上的高分子聚合物，在升温的过程中，碳纳米管阵列与改性物之间的连接键断裂而使改性碳纳米管阵列恢复为碳纳米管阵列，以恢复碳纳米管阵列原始的优越力学性能，从而使得到的弹性体复合材料具有优异的力学性能。在其中一个实施例中，前驱体为热分解温度为300℃以上、相对分子质量为800～4000的高分子聚合物。此种设置，进一步增加弹性体复合材料的力学性能。进一步地，前驱体为热分解温度为340℃～380℃、相对分子质量为800～4000的高分子聚合物。在其中一个实施例中，前驱体选自聚丁二烯及聚氯丁烯中的至少一种。需要说明的是，前驱体不限于上述指出的物质，其他热分解温度为300℃以上的高分子聚合物也可以作为前驱体。在其中一个实施例方式中，改性碳纳米管阵列及前驱体的质量比为0.6:100～0.8:100。在其中一个实施例中，改性碳纳米管阵列及前驱体的质量比为0.4:100～0.7:100:1.35。在其中一个实施例中，改性碳纳米管阵列及前驱体的质量比为0.7:100～0.8:100。在其中一个实施例方式中，第二保护性气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。在其中一个实施例方式中，在第二保护性气体氛围下，将所述改性碳纳米管阵列及前驱体混匀，并于325℃～330℃下反应15min～20min的步骤包括：将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液；及将第一分散液与第二分散液混合均匀，并以10℃/min～12℃/min的速度升温至325℃～330℃，且于325℃～330℃下反应15min～20min。进一步地，第一溶剂选自二氯苯、四氢呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、环己烷及n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。第二溶剂选自二氯苯、四氢呋喃、n，n-二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、甲基乙基酮、异丙醇、环己烷及n-甲基吡咯烷酮中的至少一种。改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:(100～150)。前驱体与第二溶剂的质量比为1:(1～3)。将第一分散液与第二分散液混合均匀的步骤具体为：将第一分散液与第二分散液混合后进行超声处理1h～2h，再以150rpm～400rpm下搅拌20min～30min，形成改性碳纳米管阵列与前驱体的混合液。进一步地，搅拌的方式为研磨。需要说明的是，成型的操作中采用常规模具成型方法。需要说明的是，可以将改性碳纳米管阵列、前驱体与交联物混匀后加入模具中成型，也可以将改性碳纳米管阵列与前驱体混匀后加入模具中，再加入交联物继续混匀，再成型。上述弹性体复合材料的制备方法，通过将碳纳米管阵列和改性物置于紫外光下进行紫外光照射处理，并设定紫外光的照射功率为15mw～35mw，设定紫外光为照射波长为150nm～350nm的单色窄带光，使得改性物能够接枝到碳纳米管阵列的表面，以增大碳纳米管之间的距离，从而降低由于碳纳米管之间的范德华力所致的团聚，以得到易于分散的改性碳纳米管阵列，在将改性碳纳米管阵列、前驱体与硫系交联剂混合得到弹性体复合材料的过程中，由于改性物为热分解温度为300℃以下的高分子聚合物，前驱体为热分解温度为300℃以上的高分子聚合物，在升温的过程中，碳纳米管阵列与改性物之间的连接键断裂而使改性碳纳米管阵列恢复为碳纳米管阵列，进而恢复原始的优越力学性能，从而使得到的弹性体复合材料具有优异的力学性能，同时，上述制备方法不需要将碳纳米管阵列分散在溶剂中再进行后续处理，避免了使用有毒试剂而造成人体和环境的伤害。经试验验证，上述制备方法得到的弹性体复合材料的标准化拉伸模量为85.3～87.3，断裂伸长率为628％～660％，具有优异的力学性能。再者，上述弹性体复合材料的制备方法中，制备的弹性复合体材料的力学性能优良，能够应用于耐高温高压和耐高腐蚀的密封材料，同时，上述弹性体复合材料的制备方法还能够制备易于分散的改性碳纳米管阵列，进而使改性碳纳米管阵列能够用于制备力学性能较强、对分散性能要求较高的复合材料中。第三，上述弹性体复合材料的制备方法，以高分子聚合物为原料制备改性碳纳米管阵列，便于操作和反应的控制，并且能够直接将高分子聚合物修饰到碳纳米管阵列的表面，不需要多次修饰和处理，减少反应工序，有利于提高反应效率并降低合成成本。此外，由于上述弹性体复合材料的制备方法中，不需要将碳纳米管阵列分散在溶剂中再进行后续处理，即无需移除溶剂的操作，工艺简化，同时，无溶剂等残留，改性碳纳米管阵列的纯度较高，进而保证弹性体复合材料的力学性能。下面为具体实施例的部分。如无特别说明，以下实施例不含有除不可避免的杂质以外的其他未明确指出的组分。如无特别说明，以下实施例中，进行xps光谱分析采用的是ea125分光仪，non-chromatic铝x射线源(1486.5ev)；进行扫描电镜测试采用的是jeol厂商的jem-7400f。紫外光为带宽为300nm的单色光。第一基底为铜片。第二基底为镍片。实施例1取一块第一基底，在第一基底上沉积形成20nm厚的催化剂层，催化剂层为钴，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氩气，再升温至550℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为25:1:7)，碳源气体的流量控制在1l/min，反应15min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为400μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为10nm；取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为5mm的改性物，改性物为聚甲基丙烯酸甲酯，改性物的相对分子质量为800。将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及改性物接触，反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为2mm，紫外光的照射功率为15mw，紫外光的照射波长为150nm，照射时间为30min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为甲基乙基酮，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:100；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为甲基乙基酮，前驱体与第二溶剂的质量比为1:2，前驱体为聚丁二烯，前驱体的相对分子质量为4000；将第一分散液与第二分散液混合并超声1h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，改性碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.6:100。将混合液以10℃/min的速度升温至325℃，且于325℃下反应15min，成型，得到弹性体复合材料。实施例2取一块第一基底，在第一基底上沉积形成23nm厚的催化剂层，催化剂层为铁，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氦气，再升温至900℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为4:1:8)，碳源气体的流量控制在3l/min，反应25min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为600μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为15nm；取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为1mm的改性物，改性物为聚甲醛，改性物的相对分子质量为4000。将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及改性物接触，反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为3l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为20mm，紫外光的照射功率为35mw，紫外光的照射波长为350nm，照射时间为60min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为异丙醇，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:150；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为异丙醇，前驱体与第二溶剂的质量比为1:3，前驱体为聚氯丁烯，前驱体的相对分子质量为800；将第一分散液与第二分散液混合并超声2h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，改性碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.8:100。将混合液以12℃/min的速度升温至330℃，且于330℃下反应20min，成型，得到弹性体复合材料。实施例3取一块第一基底，在第一基底上沉积形成21nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氮气，再升温至700℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为6:1:15)，碳源气体的流量控制在2l/min，反应20min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为500μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为12nm；取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为3mm的改性物，改性物包括摩尔比为3.2：1的聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲醛，聚甲基丙烯酸甲酯的相对分子质量为1500，聚甲醛的相对分子质量为1000。将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及改性物接触，反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2.5l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为10mm，紫外光的照射功率为25mw，紫外光的照射波长为298nm，照射时间为45min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为丙酮，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:120；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为丙酮，前驱体与第二溶剂的质量比为1:2，前驱体为摩尔比为0.5：1的聚丁二烯及聚氯丁烯，聚丁二烯的相对分子质量为1500，聚氯丁烯的相对分子质量为1500；将第一分散液与第二分散液混合并超声1.5h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，改性碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.7:100。将混合液以11℃/min的速度升温至327℃，且于327℃下反应18min，成型，得到弹性体复合材料。实施例4取一块第一基底，在第一基底上沉积形成21nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氮气，再升温至700℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为6:1:15)，碳源气体的流量控制在2l/min，反应20min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为500μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为12nm；取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为3mm的改性物，改性物为相对分子质量为2500的聚乙烯。将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及改性物接触，反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2.5l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为10mm，紫外光的照射功率为25mw，紫外光的照射波长为298nm，照射时间为45min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为丙酮，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:120；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为丙酮，前驱体与第二溶剂的质量比为1:2，前驱体为摩尔比为0.5：1的聚丁二烯及聚氯丁烯，聚丁二烯的相对分子质量为1500，聚氯丁烯的相对分子质量为1500；将第一分散液与第二分散液混合并超声1.5h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，改性碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.7:100。将混合液以11℃/min的速度升温至327℃，且于327℃下反应18min，成型，得到弹性体复合材料。实施例5取一块第一基底，在第一基底上沉积形成21nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氮气，再升温至700℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为6:1:15)，碳源气体的流量控制在2l/min，反应20min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为多壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为500μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为12nm；取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为3mm的改性物，改性物包括摩尔比为3.2：1的聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲醛，聚甲基丙烯酸甲酯的相对分子质量为1500，聚甲醛的相对分子质量为1000。将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及改性物接触，反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2.5l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为10mm，紫外光的照射功率为25mw，紫外光的照射波长为298nm，照射时间为45min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为丙酮，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:120；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为丙酮，前驱体与第二溶剂的质量比为1:2，前驱体为质量比为0.5：1的聚丁二烯及聚氯丁烯，聚丁二烯的相对分子质量为1500，聚氯丁烯的相对分子质量为1500；将第一分散液与第二分散液混合并超声1.5h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，改性碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.7:100。将混合液以11℃/min的速度升温至327℃，且于327℃下反应18min，成型，得到弹性体复合材料。实施例6取一块第一基底，在第一基底上沉积形成21nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氮气，再升温至700℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为6:1:15)，碳源气体的流量控制在2l/min，反应20min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为500μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为12nm。将碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为丙酮，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:120；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为丙酮，前驱体与第二溶剂的质量比为1:2，前驱体为质量比为0.5：1的聚丁二烯及聚氯丁烯，聚丁二烯的相对分子质量为1500，聚氯丁烯的相对分子质量为1500；将第一分散液与第二分散液混合并超声1.5h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.7:100。将混合液以11℃/min的速度升温至327℃，且于327℃下反应18min，成型，得到弹性体复合材料。实施例7将四乙氧基硅烷与前驱体以质量比0.1：1混匀后，11℃/min的速度升温至327℃，且于327℃下反应18min，成型，得到弹性体复合材料，其中，前驱体为质量比为0.5：1的聚丁二烯及聚氯丁烯，聚丁二烯的相对分子质量为1500，聚氯丁烯的相对分子质量为1500。实施例8取一块第一基底，在第一基底上沉积形成21nm厚的催化剂层，催化剂层为镍和钴的混合材料(镍和钴的质量比为1：1)，再将第一基底放置于化学气相沉积反应炉并通入氮气，再升温至700℃，再向化学气相沉积反应炉中通入碳源气体(碳源气体包括乙烯、氢气和氮气，乙烯、氢气和氮气的气体分压比为6:1:15)，碳源气体的流量控制在2l/min，反应20min，使得第一基底表面完全覆盖有碳纳米管阵列，碳纳米管阵列为单壁碳纳米管阵列，碳纳米管阵列的长度为500μm，碳纳米管阵列中碳纳米管的直径为12nm；取一块第二基底，在第二基底上形成厚度为3mm的改性物，改性物包括摩尔比为3.2：1的聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲醛，聚甲基丙烯酸甲酯的相对分子质量为1500，聚甲醛的相对分子质量为1000。将形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底并排放置于反应腔中，形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底处于同一水平面，且碳纳米管阵列及改性物接触，反应腔抽真空至气压降至10-2torr后在通入氮气，保持氮气的流速为2.5l/min，对形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底进行紫外光照射处理，紫外光源距离形成有碳纳米管阵列的第一基底及形成有改性物的第二基底的距离为10mm，紫外光的照射功率为25mw，紫外光的照射波长为298nm，照射时间为45min；关闭紫外光组件，将第一基底暴露于氮气氛围下至自然冷却，得到改性碳纳米管阵列。将改性碳纳米管阵列与第一溶剂混合，得到第一分散液，第一溶剂为丙酮，改性碳纳米管阵列与第一溶剂的质量比为1:120；将前驱体与第二溶剂混合，得到第二分散液，第二溶剂为丙酮，前驱体与第二溶剂的质量比为1:2，前驱体为摩尔比为0.5：1的聚丁二烯及聚氯丁烯，聚丁二烯的相对分子质量为1500，聚氯丁烯的相对分子质量为1500；将第一分散液与第二分散液混合并超声1.5h，再于研钵中充分研磨，得到混合液，改性碳纳米管阵列与前驱体的质量比为0.7:100。将混合液以11℃/min的速度升温至280℃，且于280℃下反应18min，成型，得到弹性体复合材料。测试：(1)对实施例1的弹性体复合材料进行扫描电镜测试，测定结果如图1所示。其中，图1为浓度为5phr(perhundredrubber，每百橡胶)的实施例1的弹性体复合材料的扫描电镜图。从图1可以看出，实施例1的弹性体复合材料的碳纳米管阵列分散均匀。(2)对实施例1中碳纳米管阵列(即未经改性的碳纳米管阵列)、聚甲基丙烯酸甲酯及改性碳纳米管阵列进行xps光谱分析，结果如图2～4所示。其中，图2为碳纳米管阵列的xps图，图3为聚甲基丙烯酸甲酯的xps图，图4为改性碳纳米光阵列的xps图。从图2～4可以看出，对碳纳米管阵列进行改性后的样品中出现了两个峰，且分别对应于碳纳米管阵列和聚甲基丙烯酸甲酯的峰位，进一步说明经过上述高能紫外光处理后，高分子聚合物接枝到了碳纳米管阵列上。(3)采用拉伸测试法测定实施例1和实施例7的弹性体复合材料的应力-应变曲线，测定结果见图5。图5为实施例1和实施例7的弹性体复合材料的应力-应变对比曲线。从图5可以看出，加入了改性后碳纳米管的弹性体复合材料，其杨氏模量和拉伸强度都得到了大幅增加。(4)对实施例1～8的弹性体复合材料的力学性能进行测定，测定结果详见表1。具体地，采用astmd-412方法测试上述各材料的拉伸强度(mpa)，并计算标准化拉伸模量，标准化拉伸模量的计算公式为：其中y为实施例1～8的弹性体复合材料的杨氏模量，而ycontrol为实施例7的弹性体复合材料的杨氏模量；y与ycontrol的比值表示：与实施例7的弹性体复合材料，实施例1～8的弹性体复合材料的杨氏模量的变化；采用astmd-412方法测试上述各材料的断裂伸长率(％)。表1表示的是实施例1～8的弹性体复合材料的力学性能。表1从表1可以看出，实施例1～3和实施例5的弹性体复合材料的标准化拉伸模量为85.3～87.3，断裂伸长率为628％～660％，优于实施例6，说明加入改性碳纳米管阵列得到的弹性体复合材料的拉伸模量较高，断裂伸长率较高。并且实施例1～3和实施例5的弹性体复合材料的标准化拉伸模量约为实施例7的80倍，而实施例1～3和实施例5的弹性体复合材料的断裂伸长率略低于实施例7，说明上述实施方式中的得到的弹性体复合材料兼具较高的拉伸模量和较高的断裂伸长率，具有较优的力学性能。进一步地，实施例3的弹性体复合材料的拉伸模量和断裂伸长率均优于实施例4，说明通过选择在热分解温度为300℃以下的高分子聚合物作为改性物，能够提高弹性体复合材料的力学性能。实施例3的弹性体复合材料的控制分解温度的拉伸模量和断裂伸长率均优于实施例8，说明通过控制分解温度，使得碳纳米管阵列与改性物之间的连接键断裂，能够使改性碳纳米管阵列恢复为碳纳米管阵列而恢复其原始的力学性能，从而使得到的弹性体复合材料具有优异的力学性能。(5)采用容量法测定实施例1～8的弹性体复合材料的溶胀度，测定结果详见表2。具体地，取等体积的实施例1～8的弹性体复合材料，将实施例1～8的弹性体复合材料浸泡于水中2h，测定浸泡前后弹性体复合材料的体积变化，并计算溶胀度，溶胀度即为浸泡前后的体积差与浸泡前的体积之比。表2实施例1～8的弹性体复合材料的溶胀度溶胀度(％)实施例155实施例250实施例353实施例455实施例552实施例670实施例757实施例850从表2可以看出，实施例1～3及实施例5的弹性体复合材料的膨胀度为50％～55％，说明实施例1～3及实施例5的弹性体复合材料的交联度较好，进而说明上述实施方式中的改性碳纳米管阵列能够与前驱体较好的交联。且实施例1～3及实施例5的弹性体复合物材料的膨胀度低于实施例7的，说明实施例1～3及实施例5的改性碳纳米管阵列的交联作用优于实施例7的四乙氧基硅烷，进而说明上述实施方式得到的改性碳纳米管阵列能够用作交联剂，以替代传统的交联剂来制作弹性体复合材料。综上所述，上述实施方式的改性碳纳米管阵列能够作为交联剂，与前驱体反应，制备具有较优力学性能的弹性体复合材料。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12