SIBR硫化胶动态拉伸疲劳过程中结构与性能的演变

摘要

SIBR是一种为了满足高性能轮胎的使用需求而研发的新型合成橡胶，其基本性能已经经过了系统的研究，但是其动态疲劳性能尚未有详细的报道。本课题选用未充油SIBR进行了系统的研究，以SIBR的动态疲劳性能为主要的的研究对象，通过对SIBR在疲劳过程中由完好状态到出现疲劳破坏直至疲劳断裂失去使用价值之前的过程进行研究，企图能够系统的研究这种新型橡胶的动态疲劳性能。
　　本论文研究了SIBR的动态疲劳性能，研究结果表明:SIBR的动态疲劳性能优异，跟SBR的动态疲劳性能相差不大;SIBR的S-N曲线表明，未填充SIBR潜在缺陷大，裂纹扩展速率快;填充SIBR则相反。
　　本论文研究了疲劳到不同程度的未填充SIBR、SBR以及IR的结构及性能转变，研究结果表明:FTIR-ATR谱图变化较大，在1733cm-1处的吸收峰随着动态疲劳的持续进行，峰强明显增高，这个现象在SBR以及IR中也有发现，但都不如SIBR明显;高温疲劳研究发现SIBR内部顺1，4丁二烯，异戊二烯顺式双键以及3，4-结构都发生了变化;SIBR、SBR以及IR的交联密度明显降低;未填充SIBR的热稳定性受到一定程度的影响，不稳定性因素产生变化;在应变扫描模式下，SIBR以及SBR的E'略有降低，降幅较小，而IR的E'显著提高，增幅较大;SIBR、IR的应力松弛速率先增大后减小，SBR的松弛速率则一直增大;扫描电镜分析认为SIBR以及SBR都未出现明显的微裂纹或是微孔，而IR则出现了明显的微裂纹;SBR以及IR的拉伸强度以及断裂伸长率都明显的先增大后降低，而SIBR则在疲劳初期无明显变化。
　　本论文研究了疲劳到不同程度的填充SIBR、SBR以及IR的结构及性能转变，结果表明:SIBR、SBR交联密度先增大后降低而IR一直降低;SEM扫描分析认为三种橡胶在动态疲劳过程中，都出现了微孔，并且出现集中在动态疲劳后期;三种填充胶的热稳定性并未受到太大影响，热稳定性能基本保持不变;通过DMTS实验发现，在温度扫描模式下，高温区的储能模量明显下降，tanδ值增大;在应变扫描模式下，三种填充胶的Payne效应明显降低;SIBR的应力松驰速率先降低后增大，SBR先增大后减小，IR一直减小;SIBR、SBR以及IR拉伸强度、断裂伸长率明显降低。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 SIBR性能研究

1．2．1 SIBR概述

1．2．2 SIBR的微观结构

1．2．3 SIBR的性能研究及其进展

1．3 橡胶动态疲劳老化研究

1．3．1 橡胶动态疲劳老化的概念

1．3．2 橡胶动态疲劳破坏的概念

1．3．3 橡胶动态疲劳破坏寿命的预测方法

1．3．4 橡胶动态疲劳过程的研究

1．4 影响橡胶动态疲劳性能的因素

1．4．1 橡胶材料性质的影响

1．4．2 硫化体系对橡胶疲劳性能的影响

1．4．3 补强体系对橡胶疲劳性能的影响

1．4．4 应力或是应变的影响

1．4．5 使用环境的影响

1．5 橡胶动态疲劳老化的研究方法

1．5．1 热分析法

1．5．2 NMR

1．5．3 FTIR

1．5．4 AFM

1．5．5 SEM

1．6 论文的研究目的与内容

1．6．1 研究目的

1．6．2 研究内容

第二章 SIBR硫化胶疲劳寿命测定及S-N曲线

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原材料及基本配方

2．2．2 试样制备

2．2．3 性能测定

2．3 结果与讨论

2．3．1 SIBR基础配方硫化胶疲劳寿命

2．3．2 未填充橡胶硫化体系优化及其疲劳寿命测定

2．3．3 不同形变下SIBR动态拉伸疲劳寿命—S-N曲线

2．4 本章小结

第三章 未填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中结构及性能演变

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验配方

3．2．2 试样制备

3．2．3 分析测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 未填充SIBR动态疲劳过程中的红外光谱分析

3．3．2 未填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的交联密度分析

3．3．3 未填充SIBR动态疲劳过程中的SEM扫描分析

3．3．4 未填充SIBR动态疲劳过程中的热稳定性分析

3．3．5 未填充SIBR动态疲劳过程中的动态力学性能分析

3．3．6 未填充SIBR动态疲劳过程中的应力松弛扫描

3．3．7 未填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中物理机械性能分析

3．4 本章小结

第四章 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中结构及性能变化

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验配方

4．2．2 试样制备

4．2．3 分析测试

4．3 结果与讨论

4．3．1 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的交联密度分析

4．3．2 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的SEM扫描分析

4．3．3 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的热稳定性分析

4．3．4 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的动态力学性能分析

4．3．5 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的应力松弛扫描

4．3．6 炭黑填充SIBR硫化胶动态疲劳过程中的物理机械性能分析

4．3．7 炭黑填充SIBR动态疲劳过程中的TEM扫描分析

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

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