不同类型填料对天然橡胶综合性能的研究

论文摘要

炭黑是目前使用范围最大的传统填料。与炭黑相比,纳米黏土因其独特的片层结构具有较好的增强定伸应力以及抵抗裂纹扩展的能力。短纤维能较大增强橡胶的定伸应力。在本论文中主要工作围绕黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料的抗裂纹扩展性能及其它基本力学性能的研究展开。其次对有机黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料以及芳纶浆粕/黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料性能进行了探索性的研究。当黏土的填充量为3份时,其与炭黑并用得到了最好的天然橡胶纳米复合材料的抗裂纹扩展综合性能。2小时硫化较大程度增大了天然橡胶纳米复合材料的交联密度。从而使得天然橡胶纳米复合材料的定伸应力增大,拉伸强度降低,撕裂强度、抗动态切割性能显著降低。少量有机黏土等量替代炭黑N115后,天然橡胶纳米复合材料的扯断伸长率增大,拉伸强度显著增大,从25.1MPa增加到29.1MPa。同时,天然橡胶硫化胶的新月形撕裂强度和直角撕裂强度都有所增强。经过实验,我们认为对于芳纶浆粕的改性是必要的。芳纶浆粕/黏土/炭黑N115三相填料体系确实能有效增强材料的抗裂纹增长能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景
• 1.3 天然橡胶复合材料增强的研究进展
• 1.3.1 橡胶增强理论模型
• 1.3.2 橡胶增强填料
• 1.3.3 补强填料新进展
• 1.4 橡胶复合材料综合性能研究
• 1.4.1 橡胶复合材料的基本力学性能研究
• 1.4.2 橡胶复合材料的抗裂纹增长性能研究
• 1.4.3 橡胶复合材料的粘弹特性
• 1.4.4 橡胶复合材料的粘弹特性与裂纹扩展
• 1.4.5 橡胶复合材料的耐磨性能研究
• 1.5 橡胶复合材料新混炼工艺
• 1.5.1 CEC混炼方法
• 1.5.2 乳液共凝法
• 1.6 本课题的研究现状,研究目的与意义
• 1.6.1 研究现状
• 1.6.2 研究目的及意义
• 1.6.3 创新点
• 第二章 实验方案及表征手段
• 2.1 实验原材料及配方
• 2.1.1 实验原材料
• 2.1.2 实验配方
• 2.2 实验设备及测试仪器
• 2.3 实验工艺
• 2.4 性能测试及其相关公式
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.1.1 黏土等量替代炭黑N115所得橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.1.2 1份黏土与不同份炭黑N115并用/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.1.3 5份黏土与不同份炭黑N115并用/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.1.4 关于撕裂强度逾渗的探讨
• 3.1.5 改进混炼工艺前后性能对比
• 3.1.6 炭黑用量探讨
• 3.1.7 5份黏土与不同份炭黑N115并用所得橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.1.8 3份黏土与不同份炭黑N115并用所得橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.1.9 总结
• 3.2 两小时硫化黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.2.1 2h硫化5份黏土与不同份炭黑N115并用/天然橡胶性能研究
• 3.2.2 2h硫化10份黏土与不同份炭黑N115并用天然橡胶性能研究
• 3.2.3 总结
• 3.3 黏土在工程轮胎中的应用
• 3.3.1 黏土对工程轮胎胎面胶性能的影响
• 3.3.2 改性黏土对工程轮胎胎面胶性能的影响
• 3.3.3 总结
• 3.4 有机黏土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.5 芳纶浆粕/黏土/炭黑/天然橡胶纳米复合材料性能探索
• 3.5.1 未改性芳纶浆粕/黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.5.2 改性芳纶浆粕/黏土/炭黑N115/天然橡胶纳米复合材料性能研究
• 3.5.3 总结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 附件