多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料的结构与动态力学性能的研究

发布时间：2021-06-07 08:31

　　本论文主要研究了不同的补强填充体系,尤其是碳纳米管对硅橡胶性能和结构的影响。本文共选取了碳纳米管、炭黑、白炭黑三种填料,通过制备硅橡胶/填料复合材料,对复合材料的硫化加工性能、力学性能、热力学性能、动态力学性能以及微观结构做了研究。实验结果表明:1.随着3种填料填充量的增加,复合材料焦烧时间提升,加工性能得以提升。另外,碳纳米管的应力软化效应较炭黑和白炭黑更加明显,从应力软化效应的意义来讲,碳纳米管对硅橡胶补强性比炭黑和白炭黑要高,认为复合材料的交联程度得以明显提升。2.随着三种填料填充量的增加,复合材料的储能模量、损耗模量、损耗因子和转矩都呈现明显的上升趋势,都在形变量达到一定程度时,出现明显的非线性下降,即Payne效应。3.三种填料都能够显著改善硅橡胶的力学强度,但对硅橡胶力学性能补强效果最好的是碳纳米管,其次是白炭黑和炭黑。4.三种填充材料对提高硅橡胶的热氧稳定性都有显著效果,填充了碳纳米管的复合材料面间的热阻较小,有更好的导热性,即有着最好的热氧稳定性,白炭黑和炭黑次之。5.通过研究复合材料的动态力学性能表明,碳纳米管填充量较少时,复合材料的储能模量随应变振幅的增大而变化不大... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 碳纳米管
        1.2.1 碳纳米管的简介
        1.2.2 碳纳米管的性能
        1.2.3 碳纳米管的制备方法
        1.2.4 碳纳米管的纯化
        1.2.5 碳纳米管的化学改性
        1.2.6 CNT的分散方法
        1.2.7 CNT的应用
    1.3 硅橡胶（SILICONE RUBBER）
        1.3.1 硅橡胶的简介
        1.3.2 硅橡胶的分类
        1.3.3 硅橡胶的性能
        1.3.4 硅橡胶的应用
    1.4 聚合物/CNT高分子复合材料的制备方法
        1.4.1 熔融共混法
        1.4.2 原位聚合法
        1.4.3 溶液共混法
        1.4.4 其他方法
    1.5 CNT作为补强材料填充硅橡胶的研究进展
    1.6 课题的提出
    1.7 课题研究内容
第二章 实验部分
    2.1 原材料
    2.2 配方
    2.3 仪器和设备
    2.4 制样及工艺
        2.4.1 混炼
        2.4.2 硫化
    2.5 性能测试
第三章 不同补强填充体系对硅橡胶性能的影响
    3.1 不同补强填充体系对硅橡胶硫化性能的影响
        3.1.1 前言
        3.1.2 CNT填充量对硅橡胶/CNT复合材料硫化性能的影响
        3.1.3 炭黑填充量对硅橡胶/炭黑复合材料硫化性能的影响
        3.1.4 白炭黑填充量对硅橡胶/白炭黑复合材料硫化性能的影响
    3.2 不同补强体系对复合材料流变行为的影响
        3.2.1 前言
        3.2.2 CNT填充量对硅橡胶/CNT复合材料流变行为的影响
        3.2.3 炭黑填充量对硅橡胶/复合材料流变行为的影响
        3.2.4 白炭黑填充量对硅橡胶/复合材料流变行为的影响
    3.3 不同补强填充体系对硅橡胶力学性能的影响
        3.3.1 前言
        3.3.2 拉伸应力应变行为
        3.3.3 硬度
        3.3.4 拉伸应力松弛行为
        3.3.5 拉伸应力软化-Mullins效应
    3.4 不同补强填充体系对硅橡胶热力学性能的影响
        3.4.1 前言
        3.4.2 CNT填充量对硅橡胶/CNT复合材料热分解温度的影响
        3.4.3 炭黑填充量对硅橡胶/炭黑复合材料热分解温度的影响
        3.4.4 白炭黑填充量对硅橡胶/白炭黑复合材料分解温度的影响
    3.5 不同补强体系对复合材料动态力学性能的影响
        3.5.1 前言
        3.5.2 CNT填充量对硅橡胶/CNT复合材料动态力学性能的影响
        3.5.3 炭黑填充量对硅橡胶/炭黑复合材料动态力学性能的影响
        3.5.4 白炭黑填充量对硅橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响
    3.6 本章小结
第四章 不同补强体系对复合材料结构的影响
    4.1 前言
    4.2 CNT填充量对硅橡胶/CNT复合材料结构的影响
        4.2.1 填充5份CNT的复合材料SEM图像
        4.2.2 填充10份CNT的复合材料SEM图像
        4.2.3 填充20份CNT的复合材料SEM图像
        4.2.4 填充30份CNT的复合材料SEM图像
    4.3 炭黑填充量对硅橡胶/炭黑复合材料结构的影响
    4.4 白炭黑填充量对硅橡胶/白炭黑复合材料结构的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]气相白炭黑的比表面积与表面特性对硅橡胶补强效果的影响[J]. 胡文谦,贾晓龙,李刚,杨小平.  弹性体. 2011(02)
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[4]碳纳米管的制备方法研究进展[J]. 朱华.  江苏陶瓷. 2008(04)
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[9]碳纳米管增强聚合物复合材料的研究进展[J]. 倪文晶,王彪,王华平,张玉梅.  化工新型材料. 2005(06)
[10]离子表面改性技术的回顾与前瞻[J]. 侯文义,袁庆龙,梁伟.  机械管理开发. 2005(01)

硕士论文
[1]碳纳米管/硅橡胶复合材料的热氧稳定性研究[D]. 汪浩.天津大学 2014



本文编号：3216245