高性能汽车V带用硅酸盐纳米纤维/橡胶复合材料的结构-性能研究

摘要

本论文针对汽车V带高性能化、长寿命化的发展趋势，提出以天然硅酸盐纳米纤维替代传统有机短纤维增强橡胶的技术思路，围绕针状硅酸盐(FS)在HNBR、EPDM中的分散工艺与纤维一橡胶界面设计，研究了原位改性分散工艺条件(热处理时间、偶联剂种类及用量等)，硫化体系，填料用量对复合材料微观结构和性能的影响规律。 对于酚醛树脂硫化的HNBR体系，FS原位改性一分散能够明显提高FS的分散和复合材料的力学性能。热处理对FS的分散、复合材料的力学性能影响显著，为防止橡胶的降解需要恰当把握热处理时间；研究发现KH570改性FS/HNBR复合材料的力学性能最好。 在强极性HNBR中，大部分FS微米颗粒能被解离为纳米纤维分散在基体橡胶中，引起混炼胶动态储能模量(G')增加，表现出强的填料网络效应。原位改性分散和填料用量增加都有利于形成强的填料网络。 FS/HNBR复合材料表现出短纤维增强橡胶复合材料的应力-应变行为：高的定伸应力，高强度，低伸长率。通过开炼机小辊距剪切取向后，复合材料具有明显的力学性能各向异性。采用原位改性分散和增加填料用量，复合材料的力学性能各向异性更显著。 对于硫黄硫化的EPDM体系，Si69最佳为6份，改性FS的增强效果最好。然而，改性FS在非极性EPDM中的解离程度和分散性远不如在HNBR中，造成改性．FS的增强效果较差，复合材料的力学性能各向异性不明显。对于过氧化物硫化的EPDM体系，EVM的加入造成了EPDM和EVM出现了严重的微观分相，大量的。FS都存在于极性的EVM橡胶中，没有得到提高复合材料性能的预期效果。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

声明

第一章绪论

1.1课题来源、项目名称

1.2文献综述部分

1.2.1汽车V带的现状与发展

1.2.2短纤维橡胶复合材料(SFRC)

1.2.3硅酸盐纳米纤维的研究现状和前沿发展情况

1.2.4前人的研究成果

1.3论文选题的立论、目的和意义

1.4本课题的主要研究内容

1.5研究技术路线

1.6预期的研究成果及创新点

1.6.1创新点

1.6.2预期的研究成果

第二章实验部分

2.1实验原材料及配方

2.1.1原材料

2.1.2基本配方

2.2实验设备及测试仪器

2.3实验方法

2.3.1 FS的表面改性

2．3．2 FS/橡胶复合材料的制备

2.4性能测试

2.4.1硫化特性测试

2.4.2门尼粘度测试

2.4.3复合材料拉伸性能测试

2.4.4硬度

2.4.5复合材料结构表征

2.4.6复合材料的Payne效应测试

第三章结果与讨论

3.1针状硅酸盐(FS)/氢化丁腈橡胶(HNBR)复合材料性能研究

3.1.1原位改性分散工艺条件对FS/HNBR复合材料的影响

小结

3.2针状硅酸盐(FS)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合材料性能研究

3.2.1硫黄硫化体系

3.2.2过氧化物硫化体系

小结

第四章结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介