不同维度纳米填料/橡胶复合材料疲劳性能的研究

发布时间：2024-02-14 01:57

　　橡胶减震器、轮胎等橡胶制品通常在周期性载荷作用下工作,长时间使用后会导致橡胶制品及其装载件发生疲劳,橡胶疲劳所带来的安全问题往往十分严重。由于橡胶本身耐磨性,强度等性能较低,不能够满足许多工程应用的要求,通常需要添加填料来补强,而填料的用量,几何尺寸以及在橡胶基体中分散,界面等都会影响橡胶材料的疲劳性能。本论文橡胶基体选用天然橡胶,补强填料选用球形炭黑,管状纳米填料碳纳米管,片状纳米填料氧化石墨烯,重点研究填料的几何尺寸、用量以及复配对天然橡胶疲劳性能的影响。论文的第一部分主要采用Hummers法制备了新型二维纳米填料氧化石墨烯,采用红外光谱(FTIR),拉曼光谱(Raman),X射线光电子能谱分析(XPS),X射线分析(XRD),原子力显微镜(AFM)等对GO结构进行表征,结果表明GO的层间距较石墨变大,片层表面存在丰富的羧基,环氧基,羟基等极性含氧官能团;氧化石墨烯的片层厚度约为1nm,二维横向尺寸约2μm。第二部分主要研究了补强填料的几何尺寸和用量等对天然橡胶在纯剪切状态下的疲劳性能的影响。结果表明CB,CNT,GO在天然橡胶基体中分散良好。随着每种填料份数的增多,天然橡胶复合材...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１不同几何尺寸的碳材料：炭黑（０Ｄ），碳纳米管（ＩＤ），石墨烯（２Ｄ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ：?ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ?（０Ｄ），?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ?（ＩＤ），??ｇｒａｐｈｅｎｅ?（２Ｄ）??

如环氧基，羟基使得氧化石墨烯可以具有良好的亲水性，以及氧化石墨烯可??以在许多溶剂中被剥离，并且在水中保持良好的分散性［１Ｇ］。炭黑，碳纳米管，氧化石??墨烯的示意图如图１－１所示。??Ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ??图１－１不同几何尺寸的碳材料：炭黑（０Ｄ），碳纳米管（ＩＤ），石墨....

图１－２描述恒定振幅应力载荷史的常用的参数??

如环氧基，羟基使得氧化石墨烯可以具有良好的亲水性，以及氧化石墨烯可??以在许多溶剂中被剥离，并且在水中保持良好的分散性［１Ｇ］。炭黑，碳纳米管，氧化石??墨烯的示意图如图１－１所示。??Ｃａｒｂｏｎ?ｂｌａｃｋ??图１－１不同几何尺寸的碳材料：炭黑（０Ｄ），碳纳米管（ＩＤ），石墨....

图１－３不同的橡胶纳米复合材料的裂纹扩展性能??

有利的结果，对于不表现应力结晶的橡胶材料即无定形橡胶来说，在静载荷下可以观??测到显著的裂纹扩展行为。Ｌａｋｅ和Ｌｉｎｄｌｅｙ［２９］研宄了?８种填充和非填充的橡胶类型的??疲劳裂纹增长行为，结果如图１－３所示。发现对于应力结晶型橡胶（ＮＲ和ＣＲ）相对??于无定形型橡胶，有一个较....

图１－４实验室常用试样（ａ）拉伸试样（ｂ）裤型试样（ｃ）纯剪切试样??

由此证明了橡胶裂纹扩展速率与撕裂能之间的关系是一种材料属性，与试??样的结构无关。Ｒｉｖｉｎ和Ｔｈｏｍａｓ［７２］，Ｌａｋｅ［２９］研究了天然橡胶不同撕裂能下的裂纹扩展??速率。结果如图１－５所示，曲线共分为四个区域：（１）临界撕裂能区，裂纹基本不发??生扩展；（２）过渡区，曲线....

本文编号：3897558