添加硼酸铝晶须对硅橡胶软衬机械性能的影响

摘要

目的：将硼酸铝晶须作为无机填料按照不同的质量比添加到硅橡胶软衬中并测试其机械性能，与未添加硼酸铝晶须的对照组进行比较来观察硼酸铝晶须的填充量对硅橡胶软衬性能的影响并根据扫描电镜的观察结果分析其作用机理。
　　方法：按一定质量比将乙醇、蒸馏水与冰醋酸配成PH值为4.0～5.0的混合溶液，再将质量分数为5％的硅烷偶联剂滴入到溶液中混合均匀以完成其预水解。将水解后的硅烷偶联剂按2％的质量比滴入加有硼酸铝晶须的蒸馏水中，搅拌分散后进行超声震荡，静置得到的浆料去除水分后烘干打散，完成硼酸铝晶须的表面改性。将经过硅烷偶联剂处理的硼酸铝晶须按质量分数为2%、3%、4%、5%的添加量加到硅橡胶软衬中，其中未添加晶须的作为对照组，充分混合后按照国家相关标准加入到预先制备的金属模具中，制成相关测试项目不同规格、尺寸的试件。每个质量分数有4个力学检测指标，一个测试制作6个试件，相同质量分数记为一组，即有5组共120个试件。待试件完全固化后将其置于37摄氏度的人工唾液中，24小时后取出备用。用邵氏A硬度计测试其邵氏硬度，用微机控制万能测力计测试复合材料的拉伸强度、拉伸伸长率和粘结强度等机械性能的改变，分别在7天、15天、30天后对其吸水率和溶解率进行测量。在扫描电镜下观察不同含量的硼酸铝晶须在硅橡胶软衬材料中的分散情况。通过对4组添加了不同质量分数晶须的复合材料与对照组机械性能的比较，根据测试结果分析晶须的最佳填充量，并进一步为硅橡胶类软衬材料在实际中的应用提供理论依据和实验数据以拓展其使用前景。
　　结果：⑴根据机械性能的测试结果分析可知，随着硼酸铝晶须充填量的加大，硅橡胶软衬的拉伸强度、拉伸伸长率和粘结强度表现为先增大后减小的走势，在填充的质量比为4%时达到最大值，拉伸伸长率为（362.56±5.36）%，拉伸强度为(2.23±0.14) Mpa比对照组提高了13%，粘结强度为（3.43±0.21）MPa，比对照组提高了3%，而邵氏硬度呈逐渐升高的趋势，且都在理想范围内。与对照组相比添加了硼酸铝晶须的硅橡胶软衬材料其机械性能均有所提高，总体来看添加量在4%时，复合材料的综合性能最好。⑵扫描电镜观察结果：本实验添加的硼酸铝晶须质量比的范围，在硅橡胶软衬中的分散状况均比较理想。当硼酸铝晶须的充填量不超过3%时晶须分布稀疏，为4%时，晶须分布均匀，无相互缠绕团聚的现象，但是当含量继续增加达到5%可见晶须排列致密，部分发生团聚现象。可见，随着硼酸铝晶须添加量的增加，其聚合程度越来越高，在硅橡胶软衬材料中的分散性越来越差。⑶随着时间的推移同组硅橡胶软衬在人工唾液中的吸水率呈现先增大后减小的规律，而溶解率则是不断增大。相同的时间内对于添加了不同质量分数的硼酸铝晶须的各组硅橡胶软衬其吸水率与溶解率与对照组相比都没有显著变化（P>0.05）。
　　结论：通过实验可知当硼酸铝晶须的质量比为4%时，硅橡胶软衬的综合机械性能最佳，且此时晶须在基质中的分散性也较好，无明显团聚现象，利于基质与增强体间力的呈递。

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前言

文 献 综 述

1. 软衬材料

1.1软衬材料的适应症

1.2软衬材料的分类

1.3软衬材料应具有的良好性能

1.4 硅橡胶类软衬材料

2.晶须

2.1硼酸铝晶须

材料与方法

1. 实验材料

2. 实验设备仪器

3.实验方法

3.1 晶须的表面处理

3.2 试件的制作

3.3 机械强度测试

3.4断裂面电镜观察

3.5数据分析

结果

讨论

结论

参考文献

致谢

英 文 缩 写

攻读学位期间发表的学术成果

附图