芳纶纤维增强丁腈橡胶复合材料性能的研究

发布时间：2024-03-17 00:37

　　芳纶纤维作为一种高性能的合成纤维,具有优异的物理机械性能,可用作骨架材料对橡胶基体进行补强,丁腈橡胶是一种非结晶性的合成橡胶,具有良好的耐油性、耐磨性和耐腐蚀性能等,将芳纶纤维与丁腈橡胶共混制备复合材料,能够有效地提高复合材料的力学性能。然而,由于芳纶纤维长径比大、表面光滑且呈现化学惰性,在橡胶基体中的分散性和界面粘合性能较差,因而实际的力学增强效果远低于理论预期。有鉴于此,本文基于湿法炼胶技术制备了芳纶纤维增强丁腈橡胶复合材料,系统考察了纤维用量、纤维表面改性以及纤维尺寸(微米级、纳米级芳纶)等因素对复合材料性能的影响规律。为了提高芳纶纤维在橡胶基体中的分散性,首先添加聚丙烯酸钠和聚氧化乙烯两种增稠剂对丁腈胶乳进行增稠,然后与芳纶纤维预混制备母炼胶,对比研究增稠剂种类对复合材料力学性能的影响。研究结果表明,添加聚丙烯酸钠增稠胶乳制备的复合材料拉伸力学性能要优于聚氧化乙烯,并且,浓度为0.75%的聚丙烯酸钠增稠胶乳制备的复合材料拉伸强度达到最大值。与此同时,为了改善芳纶纤维与丁腈橡胶之间的界面粘合性能,通过多巴胺氧化聚合反应对芳纶纤维表面改性处理。实验结果表明,在无机械搅拌条件下,芳纶...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
符号说明
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 丁腈橡胶概述
        1.2.1 丁腈橡胶结构与性能
        1.2.2 羧基化丁腈橡胶
        1.2.3 丁腈胶乳
        1.2.4 丁腈橡胶的应用
    1.3 芳纶纤维简介
        1.3.1 对位芳纶纤维结构与性能
        1.3.2 间位芳纶纤维结构与性能
    1.4 芳纶纤维改性方法
        1.4.1 芳纶纤维表面物理改性
        1.4.2 芳纶纤维表面化学改性
    1.5 多巴胺简介
        1.5.1 多巴胺聚合机理
        1.5.2 多巴胺表面改性研究现状
    1.6 短纤维增强聚合物复合材料及其性能影响因素
        1.6.1 纤维-聚合物界面性能
        1.6.2 纤维长度
        1.6.3 纤维取向
        1.6.4 纤维体积分数
    1.7 芳纶纤维增强复合材料
    1.8 本文研究目的、意义及主要研究内容
        1.8.1 研究目的和意义
        1.8.2 研究内容
2 微米芳纶纤维增强丁腈橡胶复合材料
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 橡胶配方
        2.2.3 实验步骤
        2.2.4 主要仪器与设备
        2.2.5 性能测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 微米芳纶纤维SEM表征
        2.3.2 微米芳纶纤维X射线光电子能谱
        2.3.3 微米芳纶纤维红外表征
        2.3.4 微米芳纶纤维热重分析
        2.3.5 微米芳纶纤维在丁腈橡胶中的分散
        2.3.6 微米芳纶纤维增强丁腈橡胶硫化性能
        2.3.7 AF/NBR橡胶加工分析
        2.3.8 AF/NBR复合材料拉伸力学性能
        2.3.9 强力片停放时间对AF/NBR复合材料拉伸力学性能的影响
        2.3.10 AF/NBR复合材料撕裂性能
        2.3.11 AF/NBR复合材料断面形貌表征
    2.4 本章小结
3 纳米芳纶纤维增强丁腈橡胶复合材料
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 橡胶配方
        3.2.3 实验步骤
        3.2.4 主要仪器与设备
        3.2.5 性能测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 纳米芳纶纤维AFM表征
        3.3.2 纳米芳纶纤维红外表征
        3.3.3 纳米芳纶纤维热重分析
        3.3.4 纳米芳纶纤维增强丁腈橡胶硫化性能
        3.3.5 ANF/NBR混炼胶RPA
        3.3.6 ANF/NBR复合材料拉伸力学性能
        3.3.7 ANF/NBR复合材料撕裂性能
        3.3.8 芳纶纤维增强丁腈橡胶复合材料力学性能比较
    3.4 本章小结
4 纤维素纳米晶增稠ANF/NBR复合材料
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 橡胶配方
        4.2.3 实验步骤
        4.2.4 主要仪器与设备
        4.2.5 性能测试与表征
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 CNC增稠ANF/NBR混炼胶硫化性能测试
        4.3.2 CNC增稠ANF/NBR橡胶加工分析
        4.3.3 CNC增稠ANF/NBR复合材料拉伸力学性能
        4.3.4 CNC增稠ANF/NBR复合材料撕裂力学性能
    4.4 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



本文编号：3930249