少量碳纳米管非等量替代炭黑对丁苯橡胶抗疲劳破坏性能的影响

摘要

对于炭黑/丁苯橡胶复合材料,分别用1、2和3份(质量,下同)碳纳米管替代4、8和12份炭黑,研究了复合材料在宽应变范围(30％ ～ 100％)的抗疲劳破坏性能.结果表明,在30％～70％应变下,与纯炭黑填充的胶料相比,加入碳纳米管疲劳寿命提高,裂纹增长速率降低;在70％ ～ 100％应变下,胶料的疲劳寿命降低,裂纹增长速率提高.原因是碳纳米管的加入增大了滞后损失,在小应变下滞后生热可分担部分外界能量,而在大应变下滞后生热增大,使降解加速所致.撕裂能与裂纹增长速率的关系也证明了这一点.此外还证明了采用1份碳纳米管与4份炭黑N 234对丁苯橡胶抗疲劳破坏性能的贡献基本相同.