一、纳米金刚石对橡胶力学性能的影响(论文文献综述)
胡文博[1](2021)在《丁腈橡胶复合材料摩擦磨损性能的研究》文中研究指明丁腈橡胶(NBR)具备优良的耐热性、耐油性、耐磨性和耐腐蚀性,普遍地应用于现代航天航空、汽车、石油化工和国防工业等,但随着经济和科学技术的进步,对丁腈橡胶复合材料的力学性能,化学稳定性和摩擦磨损性能等提出了越来越高的要求。本文以提高丁腈橡胶的摩擦磨损性能为目的,在NBR基体中添加了碳化硅(SiC)并制备NBR复合材料。研究了SiC含量对NBR复合材料硫化特性、力学性能、耐油性能、粘弹性和摩擦磨损性能等性能的影响规律,并分析了复合材料的磨损机制。同时采取硅烷偶联剂对SiC进行改性,还研究了硅烷偶联剂的种类以及固体润滑剂的种类对NBR/SiC复合材料摩擦磨损性能的影响。研究表明:SiC的加入对NBR复合材料力学性能影响不大;SiC的加入可以提高NBR复合材料的耐老化性能和耐油性能;在实验温度的范围内,SiC的加入可降低复合材料的损耗因子(tanδ),但对复合材料储能模量(E’)影响较小;NBR复合材料的摩擦系数和磨损量随着SiC用量的增大而增大;当SiC用量为5份时,复合材料摩擦磨损性能最好。在摩擦过程中,随着转速的增大,复合材料摩擦系数减小,磨损量增大;随着载荷的增大,复合材料的摩擦系数减小,但磨损量增大;复合材料的磨损形式主要为磨粒磨损和粘着磨损。用硅烷偶联剂对SiC进行改性后,NBR/SiC复合材料的硫化速度、焦烧时间t10以及工艺正硫化时间变化较小,但最高转矩有所增大。添加经硅烷偶联剂改性后SiC的NBR复合材料的物理机械性能有所提高,但不同的硅烷偶联剂对NBR/SiC复合材料的物理机械性能影响不同,硅烷偶联剂A-151改性的NBR/SiC复合材料的拉伸强度较好。在相同条件下,改性NBR/SiC复合材料的摩擦磨损性能优于未改性NBR/SiC复合材料;经硅烷偶联剂A-171改性后的NBR/SiC复合材料具有较低的摩擦系数和体积磨损,且磨损表面的犁沟和舌状物较少,较为光滑平整。固体润滑剂的加入对NBR/SiC复合材料的硫化时间和硫化速率影响不大;石墨烯的加入使NBR/SiC复合材料的最高转矩明显增大。固体润滑剂的加入对NBR/SiC复合材料力学性能影响略有不同,石墨烯的加入使NBR复合材料的硬度、定伸应力都增大,拉断伸长率降低,撕裂强度提高;石墨和二硫化钼(Mo S2)的加入使复合材料的撕裂强度降低;聚四氟乙烯(PTFE)由于与橡胶的相容性较差,使复合材料的定伸应力和撕裂强度均降低。在摩擦过程中,固体润滑剂的加入降低了NBR/SiC复合材料的摩擦系数和磨损量,在干摩擦状态下,PTFE对复合材料摩擦磨损性能的改善较小;石墨烯的加入对复合材料摩擦磨损性能的改善最好,复合材料具有较低的摩擦系数和较好的耐磨性,磨损表面比较光滑平整,磨损形式以磨粒磨损为主。
王晓建[2](2021)在《异戊橡胶湿法混炼及其在航空轮胎部位胶中的应用研究》文中提出综合性能优异的天然橡胶是航空轮胎极为重要的战略物资,异戊橡胶因化学结构与天然橡胶相似,被誉为天然橡胶最理想的替代者,但异戊橡胶加工性能与力学性能与天然橡胶相比还存在一定的差异。本论文通过开发白炭黑/异戊橡胶湿法混炼技术,得到加工性能良好、力学性能可匹配天然橡胶的公斤级白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶。通过对比湿法胶配方胶与航空轮胎关键部位配方胶的性能差异,确定白炭黑/异戊橡胶湿法胶在航空轮胎部位胶中应用具备可行性,并结合部位胶性能的影响因素提出航空轮胎硫化参数精准确定的方法。重点在以下几个方面进行论述:1.白炭黑/异戊橡胶湿法混炼技术开发。实验发现依靠高速机械剪切力,极性白炭黑在非极性溶剂正己烷中可以与偶联剂TESPT发生原位反应。利用该反应通过正交实验确定最优的白炭黑悬浮液制备技术参数。结合异戊橡胶工业化生产工艺流程确定了混合液的脱挥方式,打通了白炭黑/异戊橡胶湿法胶制备的工艺流程,并以此得到了公斤级湿法母炼胶,经第三方检测机构对填料分散度进行检验,湿法胶中白炭黑分散等级可以达到最高等级10级。2.白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶在航空胎部位胶中应用可行性分析。首先进行了白炭黑湿法填充异戊胶、白炭黑干法填充异戊胶、白炭黑干法填充天然橡胶的性能对比,白炭黑湿法填充不仅能大幅度缩短混炼时间,更能提升异戊橡胶复合材料的力学性能。湿法胶中白炭黑聚集体尺寸在100nm以下,干法胶中聚集体尺寸约1μm,白炭黑分散性的提升,弥补了异戊橡胶与天然橡胶之间差距,使其与天然橡胶干法胶性能持平。接着筛选出综合性能最优的炭黑,并与不同白炭黑填充量的湿法母炼胶进行复配,其中20份白炭黑与30份炭黑填充并用效果最佳。最后将湿法母炼胶等比例替代航空轮胎胎面胶、胎侧胶、胎体胶后发现,湿法胶最适合用作胎体胶。3.航空轮胎硫化工艺优化。通过详细探讨硫化三要素对部位胶性能的影响,得出低温长时间硫化可以提高配方胶性能的结论。使用橡胶加工分析仪应变扫描扭矩值对硫化橡胶100%应变内的定伸应力值进行定量计算,并将该计算方法用于实胎中检验,通过对轮胎内部胶片的性能检测,发现实测值与计算值相对误差较小,轮胎硫化时间缩短20min后,部件材料性能可得到明显提升。
韩瑞杰[3](2021)在《特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究》文中进行了进一步梳理橡胶是一类最为常用的弹性密封材料,其在复杂环境下的性能稳定性直接决定了橡胶密封构件服役的可靠性。密封的失效,尤其受高温、摩擦及材料结构损伤引起的密封失效,不仅会造成密封结构的破坏,还会导致巨大的经济损失和人身伤亡事故的发生。因此,如何探究橡胶密封材料在复杂环境下性能的变化机理及提升自身结构的优化水平已成为当前橡胶密封材料服役过程中亟待解决的科学问题。本论文围绕飞机舱门橡胶密封材料性能的评估及应用,以橡胶密封材料耐高温老化特性、老化机理的研究及飞机舱门织物/硅橡胶密封材料制备与表征为主题,在材料的耐高温配方、高温老化后力学性能、摩擦性能、织物/硅橡胶密封材料的摩擦及粘结复合工艺性能等方面进行了一系列的研究,主要内容如下:首先,以丁腈橡胶密封材料为基础材料研究了热氧老化前后平均交联密度和局部交联密度对基体力学性能的影响。分析了丁腈橡胶拉伸强度随交联密度的增长呈现先升高后下降的变化规律;基于扩散限制型氧化(DLO)效应,测定了基体局部交联密度的梯度分布,揭示了热氧环境下交联点的分布失衡是阻碍受力过程中应力分散,造成力学性能损失的重要原因;研究了高温压缩环境下分子链交联与断裂之间的竞争关系,阐明了压缩残余变形在老化环境下的增长机制;建立了间隔应变模型,并基于位移累积法对橡胶的拉伸性能进行测试,证实了数字图像相关(DIC)在复杂环境下对橡胶大变形测量的可靠性。其次,在交联密度测试及分析方法的基础上,进一步探究了硅橡胶(苯基)复合材料在热氧环境下力学性能变化的机理。基于CeO2和石墨烯良好的高温防护作用,设计并制备了高温耐受性优良的CeO2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料,揭示了热氧环境下CeO2对自由基的清除、石墨烯与苯基团的π-π共轭效应是提升硅橡胶(苯基)复合材料高温耐受性的重要因素;结合热分析动力学计算了硅橡胶复合材料热降解的平均活化能E,进一步验证了 CeO2和石墨烯在热氧老化过程中的作用机理。力学测试表明,基于CeO2(2 phr)和石墨烯(0.8 phr)对基体良好的热防护作用,硅橡胶(苯基)复合材料在300℃/48 h老化后的拉伸强度及拉断伸长率分别保持在4.67 MPa和180%。然后,基于CeO2和石墨烯良好的热防护作用,探究了 CeO2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后摩擦系数及磨损形貌的变化规律。通过表层交联密度的测定及表面形貌的分析,研究了表面基体硬度、粗糙度及缺陷对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数和磨耗比的影响。CeO2与石墨烯对基体良好的热防护作用及石墨烯的自润滑效应均可有助于降低材料的磨耗比,但过量(1.5 phr)石墨烯加入后会引起摩擦表面基体抵御循环剪切能力的下降,造成老化后基体磨耗比由0.8 phr石墨烯时的4.24×10-3 mm-3/N.m提升至4.44×10-3 mm-3/N·m。再次,通过摩擦系数及磨损形貌的对比,证实了表层聚酯织物对硅橡胶基体耐磨性能的显着提升作用。设计制备了含双层织物的硅橡胶复合材料,并基于服役环境,研究了织物/硅橡胶密封材料在干滑/浸水/高温/浸油环境下磨损形貌的差异及摩擦系数的变化规律;观察了滑动速率、外部荷载及织物纱线方向对织物/硅橡胶密封复合材料摩擦性能的影响,指出浸水环境下高荷载(25 N)对织物纤维的牵拉及破断作用是导致织物原始结构破坏及表面严重破损的重要原因。最后,通过硅橡胶基体的改性及胶粘剂调配工艺的改善,提升了织物与硅橡胶的粘结性能。基于拉伸、撕裂、剥离等测试,确定了以0.2 phr钛酸酯作为最优含量来增强硅橡胶与织物的粘结性能。接触角测试、红外表征及剥离测试表明,钛酸酯的加入有助于提升硅橡胶的可粘接性。随着钛酸酯含量从0 phr增加至0.2 phr,硅橡胶基体表面的接触角从123.33°下降至108.39°。改性后的硅橡胶基体表面润湿性显着增强,这是硅橡胶与聚酯织物粘结性能提升的重要原因。此外,基于织物纱线拉伸模量的差异,获得了外层织物的剥离状态及内层织物与橡胶的相互作用对织物/硅橡胶复合材料剥离强度及剥离伸长量的影响规律。研究成果将对橡胶密封材料高温老化机理的探索及综合性能的评估提供有价值参考;同时,织物/硅橡胶密封材料多工况下摩擦行为的研究及织物与硅橡胶粘结复合工艺的改善都将为航空织物/橡胶密封材料的应用提供可靠的实验支持。
童曦[4](2020)在《隐晶质石墨/丁腈橡胶复合材料制备工艺及其组构与性能研究》文中研究表明隐晶质石墨在我国分布广泛,资源丰富,但高附加值功能化利用技术落后。本论文在“十三五”国家重点研发计划“环境友好非金属矿物功能材料制备技术及应用研究”支持下,研究了隐晶质石墨成分、物相、结构及其构效关系;重点开展石墨酸处理提纯、表面改性及橡胶复合材料制备工艺、力学性能评价与摩擦磨损行为研究;分析探讨隐晶质石墨影响橡胶复合材料力学和摩擦行为机理。论文的主要成果有:(1)采用机械研磨方法成功制备超细隐晶质石墨粉体,其集合体在晶粒尺度上有序排列而微晶间无序堆叠,结构缺陷多、尺寸小、表面粗糙度高,是其作为橡胶填料发挥功能属性的物理-化学基础。(2)采用机械共混法制备丁腈橡胶/炭黑/隐晶质石墨复合材料,获得优化工艺技术参数。研究发现,添加10 phr石墨的复合材料拉伸强度、300%定伸应力和撕裂强度较对比样品分别提高18.2%、11.0%和10.0%,认为石墨提高了分散性且与橡胶分子间存在C-H相互作用以及物理缠绕、范德华力和静电作用。(3)机械共混法制备的填充5 phr石墨的丁腈橡胶/炭黑/隐晶质石墨复合材料在干摩擦条件下的稳态摩擦系数和比磨损率与对比样品相比分别降低50.3%和51.3%,抗磨性能显着改善,主要归因于石墨形成连续润滑膜和厚度适宜的转移膜。但过量添加CG会导致大块料脱落进而引起磨损量增加。(4)采用液体丁腈橡胶改性石墨可提高界面相容性、浸润性和填料分散程度,进而改善复合材料的力学性能。但改性后复合材料在干摩擦状态下的摩擦系数和磨损率略有增加,推测与液体丁腈橡胶增加黏着性并降低橡胶分子间作用力有关。(5)采用不同工艺制备羧基丁腈橡胶/隐晶质石墨复合材料,添加20 phr石墨时,乳液共混法制备的复合材料的拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度和断裂能比机械共混法制备的分别提高17.1%,37.4%,30.0%和60.9%,表明乳液共混提高了石墨的增强效率,主要归因于分散程度的提高。采用乳液共混工艺制备填充5 phr石墨的复合材料,稳态摩擦系数和比磨损率较机械共混产物分别降低18.5%和47.8%,推测乳液共混提高填料分散并降低了摩擦生热,有助于润滑膜及转移膜形成。(6)采用酸处理提纯隐晶质石墨。添加8 phr提纯石墨制备的羧基丁腈橡胶/炭黑/隐晶质石墨复合材料拉伸强度和撕裂强度比未处理的分别提高10.8%和5.3%。石墨可改善复合材料的摩擦磨损性能,但酸处理后复合材料的摩擦系数和磨损率更优,推测酸处理降低了硬质大颗粒杂质的磨粒磨损,且更容易形成润滑膜和转移膜。研究成果为隐晶质石墨高附加值功能化利用提供了新技术和理论依据。
沈俊奇[5](2020)在《碳纤维/硅橡胶复合材料制备及其导热性能研究》文中提出如今电子设备的使用遍布各个行业,高度集成电路不可避免地导致高热通量,如果无法及时释放热量,则电子组件的温度将急剧上升,从而导致使用寿命短,性能差以及无法保证的稳定性和可靠性。在聚合物垫片材料中,硅橡胶因其相对较高的导热性和良好的弹性而脱颖而出。市场上大多数常规热界面材料由硅油和硅橡胶制成。但是硅橡胶材料本身的导热系数较低,仅为0.2 W/(m·K),这就限制了其导热能力,因此需要通过其他手段改善硅橡胶的导热数值来拓宽其使用范围。本论文以制备高导热性能新型硅橡胶材料为研究对象,采用母炼胶法使用一维结构的碳纤维(CF)增强硅橡胶(SR)复合材料并对其导热性能进行主要的研究;分别从物料配比、化学修饰和物理改性三个方面进行了系统的分析与研究。获得了三种具有较高导热性能的硅橡胶复合热界面材料,即(1)硅橡胶与各种单一填料(石墨、碳纤维、氮化硼纳米晶片)复合,与紫外光短期辐照硅橡胶基体的探索(2)硅橡胶与双相填料复合的探索;(3)碳纤维表面接枝改性后的与橡胶复合对导热率的影响;对上述三种体系本文从填料形貌结构、导热性能、流变性能与机械性能等方面进行了全面的分析与表征,并得出下列结论。(1)探讨了单相填料(石墨、碳纤维、氮化硼)份数对硅橡胶复合材料性能的影响,并对比各种填料性能的变化,发现当填料越多时,硅橡胶复合材料的导热性能越好,导热填料的加入增加了导热效率,完善了导热网路的连接,使硅橡胶分子与填料之间能更加有效的传递热量;填料较多的硅橡胶复合材料高温时质量下降较慢,CF与膨胀石墨对于硅橡胶复合材料耐烧灼性能提升最好;填料的加入使复合材料储能模量和损耗模量都增大,损耗因子峰值也有所升高;观察CF纤维/SR复合材料断面电镜照片,发现断面呈现典型的脆性断裂特征,脆断断面粗糙度较大,表面凹凸不平,纤维有被拔出脱粘的现象;填料的加入增加了硅橡胶的活性基团,在红外谱图中显示出更多的峰,使材料更易加工;复合材料的动态热机械分析表明了填料填充可以改善硅橡胶的阻尼性能。(2)研究了CF与二维填料复合后对硅橡胶复合材料导热性能的影响。BN与CF相结合后的硅橡胶复合材料导热数值较单一填料有所提升;说明多维填料的复合可以一定程度连接导热通路,其中CF与石墨相结合后硅橡胶复合材料导热率的提升更为显着;对于复合材料的耐热性能,可以得出CF与BN进行双项填料的复合时减少了BN自身在高温时的分解挥发现象,使热失重由90.4%降低到了84%;观察电镜照片显示出双相填料的加入使纤维与纤维之间和纤维与基体之间的通路趋于完善,提供了连接更好的导热通路。(3)考察了接枝改性对CF/硅橡胶复合材料导热性能的影响,发现通过MDI(异氰酸酯)官能化的CF短纤维接枝ND(纳米金刚石)后制成的复合材料导热性能有所提升;对比电镜照片与结晶度分析证实,纳米金刚石已负载在碳纤维表面;对于负载前后,碳纤维官能团比例的变化得出ND负载后的碳纤维活性增加;更直观的从红外热成像图片中观察到了导热能力的提升。随着复合物中纤维数量的增加,纤维限制了橡胶分子链的运动,tanδ逐渐降低。通过对导热硅橡胶的研究,提高导热硅橡胶材料的综合性能,使硅橡胶制品的使用温度范围增大,将可以制备处满足各种复杂环境下使用要求的硅橡胶基导热材料。
朱泽朋[6](2020)在《一种橡胶结合剂研磨盘的制备及应用》文中研究表明随着电子信息技术、生物医疗技术的不断发展,硬脆性材料由于其良好的机械、物理性能,得到了越来越广泛的应用,对其加工要求也越来越高。现有的游离磨料和固结磨料研磨技术,对硬脆性薄片零件加工过后仍然存在较大的表面损伤。因此,开发一种高效率、低损伤的研磨工具,对提高硬脆性材料的加工质量,降低加工成本,促进其在不同领域的应用具有重要的意义。本文提出了一种柔性的橡胶结合剂研磨盘,用于硬脆性薄片材料的研磨,并对磨盘的制备方法、研磨效果、研磨机理进行了研究。本文的主要内容包括:(1)提出一种柔性橡胶结合剂研磨盘用于硬脆性薄片零件研磨加工,磨具表面出露高度较大的磨粒可以被压缩进入弹性的结合剂中,因而使被磨工件表面的划痕较浅,保证被磨工件表面获得较低的表面粗糙度和较小的表面损伤。(2)对磨具的制备工艺进行了研究,并制备了不同配合剂用量、磨粒浓度、磨粒粒度的橡胶磨块,对磨块中磨粒间距、磨粒密度、磨块硬度、磨块弹性模量进行了检测。然后用不同配方的研磨盘开展了蓝宝石单面研磨实验,根据研磨结果确定了配合剂使用配方一,磨粒浓度为200%,磨粒粒度为230/270时研磨效果较好。(3)使用优化配方制备了橡胶结合剂双面研磨盘,采用Al2O3砂轮和Al2O3修整片对双面研磨盘进行修整,然后开展蓝宝石双面研磨实验,并对橡胶结合剂双面研磨盘研磨效果进行评价。结果表明,使用橡胶结合剂研磨盘对蓝宝石进行研磨加工后,能够得到较好的表面质量,研磨后晶片的表面粗糙度可以达到172nm左右,材料去除率可达713nm/min左右,橡胶结合剂研磨盘可以较好地应用于硬脆性材料的研磨加工。(4)橡胶结合剂使用Mooney-Rivlin应变能密度函数模型,对磨粒受到加工压力时运动情况进行仿真。然后简化研磨过程,根据磨粒出露高度分布对磨粒进行分组,计算研磨过程中的有效磨粒数;基于磨粒和工件接触模型,根据受力平衡原理,研究磨粒在结合剂中下陷深度和切入工件深度,并与仿真结果作对比;根据轮廓算数平均偏差Ra的定义,建立了表面粗糙度理论模型以及材料去除率模型。将模型预测值与单面研磨实验值对比后发现趋势一致,证明模型的可靠性。
陈浩[7](2020)在《天然橡胶与碳材料摩擦的分子动力学模拟》文中研究指明本文共模拟了三种情形,首先模拟了纯天然橡胶(NR)基质与碳材料底板的摩擦,用以揭示材料的摩擦生热过程;又模拟了碳纳米管(CNT)的拉拔过程,该过程反应拉拔过程的基质温度响应及CNT的受力变化;最后进行了NR/CNT复合材料的摩擦过程,该过程下摩擦与拉拔共同呈现,综合评估了之前内容,以揭示摩擦与拉拔共同作用下,复合材料的热性能及力学性能。本文核心思想体现在无论拉拔模拟还是摩擦模拟,都将基质做分层处理,用于研究整体与部分之间的关系,从而对复合材料性能测评提供参考。第一部分摩擦模型探究了基质本身的温度变化趋势,理解摩擦过程升温现象。首先基质在不同摩擦速度下的升温情况不同,速度较快时温度并不会很高,当速度较慢时基质温度较高。其次不同粗糙度对基质升温影响不同,光滑底板仅有范德华力对基质的牵拽,而粗糙底板,除范德华牵拽影响外,粗糙峰会刺入基质从而对基质分子链有刻划影响,该过程增加了基质产热量。之后通过输出质心位移坐标,发现不同条件下,基质的蠕动方式不同。最后分析了摩擦过程的势能变化图,揭示了摩擦时分子势能的变化。第二部分拉拔模型分别在不同环境温度下进行拔出模拟,结果显示:基质整体温升曲线呈线性增长,且环境温度越高增长速率越大。又探讨了分层基质的温升曲线,得出当环境温度升高时,拉拔造成的滑移层向外扩大。另外改变拉拔速度,探讨了各层基质温度响应对速度的不同“灵敏性”。通过分析路径文件及分层基质的升温不同点,来对拉拔过程所引起的基质滑移现象有更直观的认识。最后记录了拉拔过程环境温度与CNT受力间的关系,结果表明相同速度下,温度越高拉力越大;相同温度下,速度越高拉力越大。第三部分摩擦副为NR/CNT复合材料基质与粗糙金刚石底板,在摩擦过程中,内部CNT与金刚石底板相互勾连,CNT被拉出基质最后脱落。首先讨论了CNT与NR的界面结合能与摩擦过程的原子分布,发现环境温度越高界面结合能越大。其次探讨了拔出能的计算以及界面剪切应力,结果表明温度升高拔出能量减小,界面剪切应力增大。之后模拟了基质整体与各层在摩擦过程的温度分布,加入了CNT的橡胶基质在摩擦过程中能将基质整体温度收敛于固定值。最后探究CNT受力,发现环境温度上升,CNT轴向受力有所增加。质心位移曲线有较好的平衡度,可知,复合基质具有较好的硬度。微观实验研究成本高,运用分子动力学将大幅降低研究成本。本次模拟在于研究NR/CNT复合材料的摩擦过程,现有文献多以探针扰动复合基质,但探针只能模拟单个粗糙峰对基质的刻划,无法代表众多粗糙峰的共同影响,本文模拟多个粗糙峰,并且摩擦副运动方式也更接近于实际。
李博[8](2020)在《碳纳米点作为橡胶多功能助剂的应用研究》文中指出碳基纳米材料,如石墨烯、金刚石、炭黑、碳纳米管等,由于各自独特而优异的性能,被广泛的应用在多个领域。碳纳米点(CNDs),一类新兴的碳基纳米材料,具有原料来源丰富、生物相容性良好、产物低毒甚至无毒、制备方法简单高效、表面易调控以及优异的自由基清除活性等优点,赋予CNDs在聚合物复合材料中巨大的应用潜力。目前,关于CNDs在聚合物中的研究主要集中在固体荧光聚合物复合材料的制备与表征。本论文基于CNDs特殊的性质,尝试将其作为二烯烃橡胶的多功能助剂,用于提高橡胶复合材料界面性质、活化硫化反应和提高橡胶复合材料的耐老化性能。主要内容如下:(1)采用一步微波热解法,以柠檬酸为碳源,乙二胺为表面钝化剂,制备了有机胺钝化的碳纳米点(EDA-CNDs)。利用EDA-CNDs结构中含氮基团的路易斯碱性,将其应用于催化白炭黑与有机硅烷间的硅烷化反应,在改善白炭黑(silica)分散的同时提高填料-橡胶间的界面相互作用。系统研究了其对TESPT改性的丁苯橡胶(SBR)/silica复合材料的微观结构及性能的影响。结果表明,添加3 phr EDA-CNDs,复合材料的300%定伸应力提高近30%,60℃下的tanδ降低了约21%,其力学及动态性能均有效提高。这一方面是由于,EDA-CNDs与silica间的杂化效应改善了silica的分散,促使更多的silica表面暴露在基体中;而另一方面则是由于EDA-CNDs结构中含氮基团具有路易斯碱性,能催化silica硅烷化反应。在上述两方面因素共同作用下,添加EDA-CNDs能在改善silica分散的同时提高橡胶-填料间的界面相互作用,提高硅烷改性SBR/silica复合材料的性能。(2)利用EDA-CNDs表面丰富的官能团,将其作为新型橡胶硫化活化剂,用于部分取代橡胶复合材料中的氧化锌(Zn O)。系统研究了其对橡胶复合材料硫化及综合性能的影响。在添加5 phr Zn O作为硫化活化剂的SBR复合材料中,添加EDA-CNDs取代等量Zn O。结果表明,当Zn O取代量高达60 wt.%时,混炼胶的正硫化时间(Tc90)从43 min缩短至19 min,而相应的硫化胶的交联密度与物理机械性能则基本不变。这是由于在高温硫化过程中,EDA-CNDs表面羧基可与Zn O反应,从而改善Zn O在橡胶基体中的分散。同时,END-CNDs结构中的含氮基团可以促进硫化过程中橡胶交联前驱体的分解及后续的交联,降低交联反应的活化能。因此,通过引入EDA-CNDs取代Zn O,可显着提高橡胶复合材料的硫化交联速率,在保证复合材料性能的同时大幅削减体系中的Zn O含量。(3)利用EDA-CNDs优异的自由基清除和抗氧化活性,将其作为橡胶的绿色防老剂。系统研究了其对炭黑(CB)填充的天然橡胶(NR)复合材料体系的抗热氧老化性能的影响。采用开/密炼复合法将EDA-CNDs添加至NR/CB复合材料中。结果表明,在100℃的热空气中老化8天后,添加1 phr EDA-CNDs的硫化胶断裂伸长(EAB)保持率较等当量4020的体系提高了14.5%,较空白样体系提高了16.7%。采用相同的工艺将EDN-CNDs添加至SBR/silica纳米复合材料中,结果表明,在100℃的热空气中老化12天后,添加1 phr EDA-CNDs的硫化胶EAB保持率较等当量4020的体系提高了5.4%,较空白样体系高了13.7%。上述结果归因于热氧老化过程中,EDA-CNDs能有效捕捉并清除自由基,抑制基体断链再交联,延缓橡胶纳米复合材料的热氧老化进程。
李增[9](2020)在《玻璃粉对橡胶混凝土力学性能的影响及其预测模型研究》文中研究说明当前,大量的固体废弃物不仅对环境造成了严重的污染,而且也造成了巨大的资源浪费,例如建筑垃圾、废弃玻璃、废弃橡胶轮胎等。我国是世界上混凝土工程数量最多的国家。在满足混凝土使用质量标准的前提下,减少其中自然资源的使用量(如水泥、砂、石等),尽可能多的使用矿物掺合料和再生废弃物,替代混凝土中的部分水泥或者天然骨料,有利于减少生产成本,降低能耗,节约资源,减少对环境的污染,是绿色混凝土的必然发展趋势。本文针对玻璃粉这种固体废弃物粉末对橡胶混凝土的影响和作用机理展开深入研究,使用压力试验机、弹性模量仪、扫描电子显微镜、能谱仪、压汞仪、纳米压痕仪等多种仪器进行试验和分析,从宏观、微观和纳观的角度分析不同玻璃粉取代量对橡胶混凝土力学性能、微观结构、孔隙率、水化产物以及纳观力学性能等方面的影响,并提出了适用于掺有玻璃粉的橡胶混凝土的抗压强度预测模型和弹性模量预测模型。主要工作及结论如下:(1)以橡胶粉等体积取代部分细集料的方式制备橡胶混凝土,同时以玻璃粉取代量和水胶比作为变量,设计配合比,成型混凝土试件,进行包括立方体抗压强度、轴心抗压强度和静力受压弹性模量在内的基本力学性能试验。探讨了掺玻璃粉的橡胶混凝土宏观力学性能的变化。结果表明,随着玻璃粉取代量的增加,橡胶混凝土的早期力学性能随之降低,后期力学性能则呈现出先增大后减小的趋势,即玻璃粉对橡胶混凝土后期强度贡献较大,其中玻璃粉取代量为10%时,橡胶混凝土力学性能在28天之后优于基准组。从宏观试验结果来看,玻璃粉等质量取代10%的水泥,能够改善橡胶混凝土的宏观力学性能。(2)玻璃粉对橡胶混凝土的影响机理较为复杂,其造成的宏观影响是火山灰效应和微集料填充效应综合作用的结果。微观试验结果表明:橡胶-浆体交界处存在较宽的缝隙,而砂子-浆体间的缝隙较窄。同一龄期下,随着玻璃粉取代量的增加,橡胶混凝土的总孔隙率先减小后增大,当玻璃粉取代量为10%时,孔隙率最小,微观形貌最密实,当玻璃粉取代量为20%和30%时,总孔隙率都大于不含玻璃粉的基准组。与基准组相比,玻璃粉取代量为10%的橡胶混凝土中水化产物C-S-H的百分含量相对增加,CH的百分含量相对减少,水泥基体的纳米力学特性和界面过渡区得到增强。(3)通过橡胶混凝土立方体抗压强度实测值与中国规范模型、SP-24模型以及朱伯芳模型预测值的对比发现,基准组橡胶混凝土强度-龄期关系与SP-24模型较接近,随着玻璃粉取代量的增加,强度-龄期关系更加接近于朱伯芳模型,这一结果在不同的水胶比条件下同样存在。因此,在SP-24模型的基础上,引入玻璃粉取代量的影响因子,建立橡胶混凝土抗压强度预测模型,该模型具有一定的准确性和可信度。对于橡胶混凝土的弹性模量,同样采用与其他预测模型对比的方式进行模型分析,使用其抗压强度作为基本参数,建立了橡胶混凝土的弹性模量预测模型。
李宏亮[10](2019)在《碳纳米管对橡胶集料砂浆力学性能与微观结构影响的研究》文中提出将废弃轮胎橡胶研磨成橡胶颗粒加入水泥基材料,不仅是回收利用废弃轮胎的有效途径,也是改善水泥基材料脆性、提高抗裂性能的有效途径,但也带来负面影响即力学强度显着降低,这限制了橡胶集料水泥基材料的发展与应用。碳纳米管(Carbon nanotubes,CNT)作为新型一维纳米材料以优异的力学特性在金属、陶瓷中表现出显着的增韧效果,但是CNT在橡胶集料水泥基材料中的应用尚未有相关研究。本文首次制备了CNT复合橡胶集料砂浆,确定了CNT掺入方式、掺量与拌和方法。在此基础上,通过试验研究了CNT对橡胶集料砂浆力学强度、抗渗性能与防覆冰能力的影响,并从水泥水化与复合材料微观结构角度讨论了CNT对橡胶集料砂浆的增强机理。结果表明:(1)CNT降低了橡胶集料砂浆的流动性,但降低幅度较小,可以通过调整减水剂掺量予以弥补,以满足实际工程要求;CNT降低了橡胶集料砂浆的吸水率,这表明CNT有利于降低橡胶集料砂浆的开口孔隙率。(2)CNT有效提高了橡胶集料砂浆的力学强度,养护28天后,当CNT掺量为0.08%时,抗压强度、抗折强度、抗折能量吸收较橡胶集料砂浆分别增加57.0%、24.0%、21.3%,破坏应变与位移也相应提高,体现CNT显着的增强效果。但是,抗压强度随着CNT掺量增加提高幅度降低,这表明在本文使用的分散方法前提下,CNT掺量存在阈值。(3)热重试验与X射线衍射试验结果表明,CNT促进水泥水化,CNT掺量为0.04%、0.08%与0.12%时,水泥水化程度较普通橡胶砂浆分别提高5.6%、26.9%与19.1%,CNT掺量为0.08%时水化程度达到最高,这是由于CNT掺量增加而本文使用的分散方法分散能力有限,CNT团聚增多,结晶核效应削弱,这解释了抗压强度出现平台期与能量吸收能力随着CNT掺量增加出现先增长后下降的趋势。微观结构观察表明,CNT具有“森林状”分布方式,具有填充空隙、桥接裂缝的能力,CNT拔出过程可以限制裂缝开展提高能量吸收能力。(4)CNT显着降低橡胶集料砂浆亲水性,有效提高了抗渗能力,减小了冰-橡胶集料砂浆附着强度,有利于寒冷条件下的工程应用。当CNT掺量为0.04%、0.08%、0.12%时,与普通橡胶集料砂浆相比,水滴渗入速率减小4.3%、7.6%与8.7%,冰附着能减小6.3%、25.1%与31.9%。
二、纳米金刚石对橡胶力学性能的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米金刚石对橡胶力学性能的影响(论文提纲范文)
(1)丁腈橡胶复合材料摩擦磨损性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 橡胶摩擦学概况 |
1.1.1 橡胶摩擦概况 |
1.1.2 橡胶磨损概况 |
1.2 橡胶摩擦磨损性能的影响因素 |
1.2.1 橡胶自身的性能及结构 |
1.2.2 外部环境条件 |
1.3 丁腈橡胶摩擦学性能改性技术国内外发展概况 |
1.3.1 丁腈橡胶简介 |
1.3.2 丁腈橡胶的整体改性 |
1.3.3 丁腈橡胶的表面改性 |
1.4 课题研究的目的及内容 |
第二章 SiC对NBR摩擦磨损性能的影响 |
2.1 概述 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 主要原材料 |
2.2.2 主要实验设备及仪器 |
2.2.3 实验基本配方 |
2.2.4 试样的制备 |
2.2.5 性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 红外光谱分析 |
2.3.2 NBR复合材料的混炼胶硫化特性 |
2.3.3 NBR复合材料的交联密度 |
2.3.4 NBR复合材料的物理机械性能 |
2.3.5 NBR复合材料的耐老化性能 |
2.3.6 NBR复合材料的耐油性能 |
2.3.7 NBR复合材料的粘弹性 |
2.3.8 NBR复合材料的微观形貌 |
2.3.9 NBR复合材料的摩擦磨损性能 |
2.3.10 NBR复合材料摩擦后的表面形貌 |
2.4 本章小结 |
第三章 硅烷偶联剂对NBR复合材料摩擦磨损性能的影响 |
3.1 概述 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 主要原材料 |
3.2.2 实验设备及仪器 |
3.2.3 实验基本配方 |
3.2.4 试样的制备 |
3.2.5 性能测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 NBR复合材料的硫化特性 |
3.3.2 NBR复合材料的交联程度 |
3.3.3 NBR复合材料的物理机械性能 |
3.3.4 硅烷偶联剂种类对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
3.3.5 NBR复合材料摩擦后的表面形貌 |
3.4 本章小结 |
第四章 固体润滑剂对NBR摩擦磨损性能的影响 |
4.1 概述 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 主要原材料 |
4.2.2 主要实验设备及仪器 |
4.2.3 实验基本配方 |
4.2.4 试样的制备 |
4.2.5 性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 NBR复合材料的硫化特性 |
4.3.2 NBR复合材料的物理机械性能 |
4.3.3 固体润滑剂对NBR复合材料的摩擦磨损性能 |
4.3.4 NBR复合材料的摩擦后的表面形貌 |
4.4 结论 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(2)异戊橡胶湿法混炼及其在航空轮胎部位胶中的应用研究(论文提纲范文)
摘 要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 轮胎产业技术 |
1.1.1 轮胎产业技术概述 |
1.1.2 轮胎制造原材料 |
1.1.3 轮胎制造工艺 |
1.2 轮胎用天然橡胶 |
1.2.1 天然橡胶概述 |
1.2.2 天然橡胶聚集态结构 |
1.2.3 天然橡胶性质 |
1.2.4 天然橡胶补强 |
1.2.5 天然橡胶在高端轮胎中的应用 |
1.2.6 国内天然橡胶资源现状 |
1.3 异戊橡胶 |
1.3.1 概述 |
1.3.2 聚合催化体系 |
1.3.3 异戊橡胶凝聚技术 |
1.3.4 异戊橡胶与天然橡胶的差别 |
1.3.5 异戊橡胶供需现状与应用前景 |
1.4 论文研究创新性 |
第2章 白炭黑/异戊橡胶湿法混炼工艺 |
2.1 前言 |
2.2 实验原材料与仪器设备 |
2.3 白炭黑悬浮液制备 |
2.3.1 强剪切原位改性验证 |
2.3.2 悬浮液制备技术参数确立 |
2.4 白炭黑/异戊橡胶混合液干燥 |
2.4.1 白炭黑/异戊橡胶混合液不同脱挥方式对比 |
2.4.2 不同白炭黑填充份数的分散性 |
2.5 小结 |
第3章 白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶性能 |
3.1 前言 |
3.2 实验原材料与仪器设备 |
3.3 白炭黑不同方式填充异戊橡胶与天然橡胶性能对比 |
3.4 湿法母炼胶配方胶的加工性能与力学性能 |
3.4.1 不同炭黑填充异戊橡胶性能差异 |
3.4.2 炭黑分散性对材料性能的影响 |
3.4.3 湿法母炼胶基础配方性能 |
3.5 白炭黑/异戊橡胶湿法母炼胶生产型配方胶性能 |
3.6 小结 |
第4章 航空轮胎硫化工艺优化 |
4.1 前言 |
4.2 实验原材料与实验设备 |
4.3 硫化三要素对部位胶性能的影响 |
4.3.1 硫化压力对胶料性能的影响 |
4.3.2 硫化温度与硫化时间对胶料性能的影响 |
4.4 实验室条件下非等温硫化过程的模拟与验证 |
4.5 橡胶加工分析仪判定硫化程度 |
4.6 轮胎硫化时间优化与部位胶性能验证 |
4.7 小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(3)特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 橡胶密封材料应用背景概述 |
2.2 橡胶密封材料高温老化性能的研究进展 |
2.2.1 橡胶密封材料耐高温老化配方的研究 |
2.2.2 橡胶密封材料高温老化机理的研究 |
2.3 橡胶基密封材料摩擦磨损特性的研究进展 |
2.3.1 橡胶密封材料摩擦性能的研究 |
2.3.2 织物/橡胶密封材料摩擦性能的研究 |
2.4 织物与橡胶基体粘结复合工艺及性能的研究进展 |
2.5 研究现状评述 |
2.6 本论文研究的主要内容 |
3 橡胶密封材料高温老化前后交联密度对力学性能的影响——以丁腈橡胶基体为例 |
3.1 丁腈橡胶复合材料试样的制备 |
3.1.1 实验材料与实验仪器 |
3.1.2 试样的制备工艺 |
3.2 丁腈橡胶复合材料试样的测试方法 |
3.2.1 材料的热氧老化 |
3.2.2 交联密度的测试 |
3.2.3 力学性能测试 |
3.2.4 SEM和EDS测试 |
3.2.5 数字图像相关测试 |
3.3 丁腈橡胶复合材料交联密度与力学性能之间的关系 |
3.3.1 丁腈橡胶复合材料配方的优化 |
3.3.2 交联密度对丁腈橡胶复合材料拉伸性能的影响 |
3.3.3 热氧老化对丁腈橡胶复合材料压缩性能的影响 |
3.3.4 试样厚度及外部工况对基体局部交联密度的影响 |
3.3.5 DIC在高温环境下对丁腈橡胶大变形测量的应用 |
3.4 本章小结 |
4 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后力学性能实验研究 |
4.1 实验材料及试样制备 |
4.1.1 实验材料 |
4.1.2 试样的制备工艺 |
4.2 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料的测试方法 |
4.2.1 硫化曲线测试 |
4.2.2 材料的热氧老化 |
4.2.3 SEM形貌表征 |
4.2.4 热重分析(TGA)测试 |
4.2.5 溶胀平衡测试 |
4.2.6 拉伸性能及硬度测试 |
4.3 CeO_2和石墨烯对硅橡胶(苯基)基体热氧老化性能的影响 |
4.3.1 CeO_2和石墨烯在硅橡胶(苯基)基体中的分散 |
4.3.2 硅橡胶(苯基)复合材料的硫化特性分析 |
4.3.3 硅橡胶(苯基)复合材料的热降解机理分析 |
4.3.4 硅橡胶(苯基)复合材料的热分析动力学研究 |
4.3.5 硅橡胶(苯基)复合材料的溶胀平衡测试分析 |
4.3.6 硅橡胶(苯基)复合材料的拉伸性能研究 |
4.4 本章小结 |
5 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后摩擦性能实验研究 |
5.1 实验材料及试样制备 |
5.1.1 实验材料 |
5.1.2 试样的制备工艺 |
5.2 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料实验测试方法 |
5.2.1 材料的热氧老化 |
5.2.2 摩擦实验测试 |
5.2.3 SEM及XRD测试 |
5.2.4 表层交联密度的测试 |
5.2.5 硬度的测试 |
5.3 热氧老化对硅橡胶(苯基)基体摩擦性能的影响 |
5.3.1 XRD和SEM对橡胶基体中CeO_2和石墨烯的观察 |
5.3.2 热氧老化对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数的影响 |
5.3.3 外部荷载对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数的影响 |
5.3.4 热氧老化对硅橡胶(苯基)复合材料磨耗特性的影响 |
5.3.5 硅橡胶复合材料特定工况下摩擦磨损性能对比 |
5.4 本章小结 |
6 聚酯织物/硅橡胶复合材料多环境下的摩擦行为实验研究 |
6.1 织物/硅橡胶复合材料试样的制备 |
6.1.1 实验材料 |
6.1.2 试样的制备工艺 |
6.2 织物/硅橡胶复合材料的测试方法 |
6.2.1 织物/硅橡胶复合材料试样摩擦条件的设定 |
6.2.2 织物/硅橡胶复合材料试样摩擦工况设定 |
6.3 织物/硅橡胶复合材料不同环境下的摩擦测试 |
6.3.1 外层织物对硅橡胶基体摩擦性能的影响 |
6.3.2 干滑环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.3.3 高温环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.3.4 浸水环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.3.5 浸油环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
6.4 本章小结 |
7 钛酸酯改性硅橡胶与聚酯织物粘结性能的实验研究 |
7.1 硅橡胶与聚酯织物的处理与改性 |
7.1.1 实验材料 |
7.1.2 聚酯织物的处理 |
7.1.3 胶粘剂的调配及固化工艺的改进 |
7.1.4 钛酸酯对硅橡胶的改性 |
7.2 织物/硅橡胶复合材料试样的制备及测试方法 |
7.2.1 试样的制备工艺 |
7.2.2 实验仪器及测试方法 |
7.3 钛酸酯改性硅橡胶的粘结性能 |
7.3.1 不同含量钛酸酯对硅橡胶力学性能的影响 |
7.3.2 外层织物在硅橡胶表面的剥离测试 |
7.3.3 改性对硅橡胶和聚酯织物表面润湿性的影响 |
7.3.4 织物纱线方向对双层织物/硅橡胶复合材料剥离性能的影响 |
7.4 本章小结 |
8 结论 |
8.1 全文总结 |
8.2 本研究的创新点 |
8.3 工作展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)隐晶质石墨/丁腈橡胶复合材料制备工艺及其组构与性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 石墨特征与资源 |
1.1.1 石墨类型 |
1.1.2 石墨晶体结构 |
1.1.3 石墨的理化性质 |
1.1.4 石墨矿床成因 |
1.1.5 石墨资源 |
1.2 功能填料构效关系及结构缺陷 |
1.2.1 隐晶质石墨结构缺陷 |
1.2.2 功能填料结构缺陷对复合材料性能的影响 |
1.3 石墨/橡胶复合材料的性能 |
1.3.1 力学性能 |
1.3.2 导热性及导电性 |
1.3.3 摩擦磨损性能 |
1.4 石墨/橡胶复合材料制备技术 |
1.4.1 机械共混法 |
1.4.2 乳液共混法 |
1.4.3 溶液共混法 |
1.5 油封及其材料 |
1.5.1 油封及密封原理 |
1.5.2 油封用橡胶材料 |
1.6 选题背景及研究内容 |
1.6.1 选题背景 |
1.6.2 主要研究内容 |
1.6.3 拟采取的技术路线和研究方法 |
1.6.4 完成的主要工作 |
2 丁腈橡胶/炭黑/隐晶质石墨复合材料力学与摩擦磨损性能 |
2.1 实验与表征方法 |
2.1.1 原材料及配合剂 |
2.1.2 试验配方 |
2.1.3 CG超细粉的制备 |
2.1.4 NBR/CB/CG复合材料的制备 |
2.1.5 表征方法 |
2.2 CG的微观形貌和组构 |
2.3 CG的矿物组成和化学成分 |
2.4 CG的结构缺陷 |
2.5 CG在NBR橡胶基体中的分散程度 |
2.6 受限聚合物层特征 |
2.7 NBR/CB/CG复合材料的网络结构 |
2.8 NBR/CB/CG复合材料的热稳定性 |
2.9 NBR/CB/CG复合材料的动态压缩性能 |
2.10 NBR/CB/CG复合材料的硫化特性 |
2.11 NBR/CB/CG复合材料的力学性能 |
2.12 NBR/CB/CG复合材料的摩擦与磨损 |
2.12.1 摩擦系数时变性分析 |
2.12.2 比磨损率 |
2.12.3 摩擦磨损机理 |
2.13 本章小结 |
3 丁腈橡胶/炭黑/改性隐晶质石墨复合材料力学与摩擦磨损性能 |
3.1 实验与表征方法 |
3.1.1 原材料及配合剂 |
3.1.2 试验配方 |
3.1.3 改性CG的制备 |
3.1.4 NBR/改性CG复合材料的制备 |
3.1.5 NBR/CB/改性CG复合材料的制备 |
3.1.6 表征方法 |
3.2 改性CG表面特性 |
3.3 制备工艺对NBR/改性CG复合材料力学性能的影响 |
3.4 改性CG在NBR基体中的分散程度 |
3.5 NBR/CB/改性CG复合材料的力学性能 |
3.6 NBR/CB/改性 CG 复合材料的摩擦磨损性能 |
3.6.1 摩擦系数时变性分析 |
3.6.2 比磨损率 |
3.7 本章小结 |
4 制备工艺对羧基丁腈橡胶/隐晶质石墨复合材料性能的影响 |
4.1 实验与表征方法 |
4.1.1 原材料及配合剂 |
4.1.2 XNBR/CG复合材料的制备 |
4.1.3 表征方法 |
4.2 XNBR/CG复合材料的界面相互作用 |
4.3 CG在 XNBR基体中的分散程度 |
4.4 XNBR/CG复合材料的疲劳生热 |
4.5 XNBR/CG复合材料的硫化特性 |
4.6 XNBR/CG复合材料的力学性能 |
4.7 XNBR/CG复合材料的摩擦与磨损 |
4.7.1 摩擦系数时变性分析 |
4.7.2 比磨损率 |
4.7.3 磨损形貌和机理分析 |
4.8 本章小结 |
5 隐晶质石墨纯度对羧基丁腈橡胶/炭黑/隐晶质石墨复合材料性能的影响 |
5.1 实验与表征方法 |
5.1.1 原材料及配合剂 |
5.1.2 CG提纯 |
5.1.3 XNBR/CB/CG复合材料的制备 |
5.1.4 表征方法 |
5.2 提纯前后CG的化学成分和矿物组成 |
5.3 CG的表面成分特征 |
5.4 CG的结构缺陷 |
5.5 CG在橡胶基体中的分散程度 |
5.6 XNBR/CB/CG 复合材料的力学性能 |
5.7 XNBR/CB/CG 复合材料的摩擦与磨损 |
5.7.1 摩擦系数时变性分析 |
5.7.2 比磨损率 |
5.7.3 磨损形貌和机理分析 |
5.8 本章小结 |
6 主要结论与创新 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(5)碳纤维/硅橡胶复合材料制备及其导热性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 国内外研究现状 |
1.1.2 研究发展与应用 |
1.2 硅橡胶简介 |
1.2.1 室温硫化型硅橡胶 |
1.2.2 热硫化型硅橡胶 |
1.3 导热填料种类 |
1.3.1 碳基填料 |
1.3.2 金属填料 |
1.3.3 陶瓷基填料 |
1.4 导热机理 |
1.5 研究意义与现存问题 |
1.6 本课题主要研究的内容 |
1.7 本论文的创新点 |
第二章 单相填料与物理改性对增强硅橡胶复合材料性能影响的研究 |
2.1 前言 |
2.2 复合材料的制备 |
2.3 表征及分析 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 复合材料热分解测试 |
2.4.2 不同填料形貌特征 |
2.4.3 导热性能测试 |
2.4.4 RPA流变性能测试 |
2.4.5 傅里叶红外光谱测试 |
2.4.6 硫化胶动态热机械分析DMA |
2.5 本章小结 |
第三章 两相填料共混对其增强硅橡胶复合材料性能影响的研究 |
3.1 前言 |
3.2 复合材料的制备 |
3.3 表征及分析 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 复合材料热分解测试 |
3.4.2 不同填料/硅橡胶复合材料断面形貌SEM照片 |
3.4.3 导热性能测试 |
3.4.4 RPA流变性能测试 |
3.4.5 傅里叶红外光谱测试 |
3.4.6 动态热机械分析DMA |
3.5 本章小结 |
第四章 碳纤维的表面接枝改性处理对其增强硅橡胶复合材料性能影响的研究 |
4.1 前言 |
4.2 复合材料的制备 |
4.3 表征及分析 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 复合材料热分解测试 |
4.4.2 RPA流变性能测试 |
4.4.3 导热性能测试 |
4.4.4 傅里叶红外光谱测试 |
4.4.5 ND的透射电镜形貌表征 |
4.4.6 处理前后碳纤维表面SEM图像 |
4.4.7 CF处理前后结晶面特征峰 |
4.4.8 CF负载处理前后XPS测试 |
4.4.9 动态热机械分析DMA |
4.4.10 红外热成像测试 |
4.5 本章小结 |
第五章 主要内容及结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(6)一种橡胶结合剂研磨盘的制备及应用(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.1.1 硬脆性材料应用背景 |
1.1.2 硬脆性材料研磨加工现状的研究 |
1.1.3 课题研究意义 |
1.2 柔性磨具国内外研究现状 |
1.2.1 柔性磨具工具制备的研究 |
1.2.2 柔性磨具加工机理的研究 |
1.2.3 柔性磨具加工工艺的研究 |
1.3 课题来源及研究内容 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 课题研究内容 |
1.4 本章小结 |
第2章 橡胶结合剂磨具的制备研究 |
2.1 橡胶结合剂磨具制备工艺 |
2.1.1 橡胶结合剂磨具原料选择 |
2.1.2 橡胶结合剂磨具制备工艺流程 |
2.2 橡胶研磨盘的组装 |
2.3 橡胶结合剂磨具性能测试指标 |
2.3.1 橡胶结合剂磨具磨粒分布情况检测 |
2.3.2 橡胶结合剂磨具硬度检测 |
2.3.3 橡胶结合剂磨具压缩弹性模量检测 |
2.4 配合剂剂配方对磨具性能的影响 |
2.4.1 配合剂配方对磨粒分布情况的影响 |
2.4.2 配合剂配方对磨具硬度的影响 |
2.4.3 配合剂配方对磨具弹性模量的影响 |
2.5 磨粒浓度对磨具性能的影响 |
2.5.1 磨粒浓度对磨粒分布情况的影响 |
2.5.2 磨粒浓度对磨具硬度的影响 |
2.5.3 磨粒浓度对磨具弹性模量的影响 |
2.6 磨粒粒度对磨具性能的影响 |
2.6.1 磨粒粒度对磨粒分布情况的影响 |
2.6.2 磨粒粒度对磨具硬度的影响 |
2.6.3 磨粒粒度对磨具弹性模量的影响 |
2.7 本章小结 |
第3章 橡胶结合剂研磨盘研磨实验方案 |
3.1 实验材料的选择 |
3.2 橡胶结合剂研磨盘单面研磨蓝宝石实验 |
3.2.1 单面研磨影响因素分析 |
3.2.2 单面研磨实验方案 |
3.3 橡胶结合剂研磨盘双面研磨蓝宝石实验 |
3.3.1 双面研磨影响因素分析 |
3.3.2 双面研磨实验方案 |
3.4 加工质量检测 |
3.4.1 晶片表面粗糙度检测 |
3.4.2 晶片材料去除率检测 |
3.5 本章小结 |
第4章 橡胶结合剂磨具研磨效果评价 |
4.1 橡胶结合剂磨具单面研磨实验 |
4.1.1 不同配合剂配方的研磨效果 |
4.1.2 不同磨粒浓度下的研磨效果 |
4.1.3 不同磨粒粒度下的研磨效果 |
4.2 单面橡胶结合剂磨盘研磨效果评价 |
4.3 橡胶结合剂磨具双面研磨实验 |
4.3.1 不同研磨压力下的研磨效果 |
4.3.2 不同研磨转速下的研磨效果 |
4.4 双面橡胶结合剂磨盘研磨效果评价 |
4.5 本章小结 |
第5章 橡胶结合剂磨具加工机理探究 |
5.1 基于ANSYS有限元仿真的橡胶磨具磨粒受力分析 |
5.1.1 橡胶结合剂磨具模型的简化和参数设置 |
5.1.2 边界条件和加载 |
5.1.3 仿真结果及分析 |
5.2 磨粒在结合剂中下陷深度及在切入工件深度模型的建立 |
5.2.1 模型假设 |
5.2.2 有效磨粒数及磨粒出露高度测量 |
5.2.3 磨粒在结合剂中下陷深度模型和磨粒切入工件深度模型 |
5.3 橡胶磨具研磨工件表面粗糙度模型的建立 |
5.4 橡胶磨具研磨工件材料去除率模型的建立 |
5.5 模型准确性验证 |
5.5.1 磨粒下陷距离、切深的仿真值与模型预测值对比 |
5.5.2 表面粗糙度模型预测值与实验值对比 |
5.5.3 材料去除率模型预测值与实验值对比 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)天然橡胶与碳材料摩擦的分子动力学模拟(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 CNT拉拔过程研究现状 |
1.2.2 摩擦过程研究现状 |
1.3 天然橡胶复合材料及其摩擦理论过程介绍 |
1.3.1 橡胶复合材料制备方法及典型复合材料介绍 |
1.3.2 天然橡胶复合材料摩擦理论过程 |
1.3.3 橡胶分子热运动 |
1.4 研究内容 |
2 分子动力学方法 |
2.1 分子动力学原理 |
2.1.1 原子相互作用势与力场 |
2.1.2 运动方程数值解法 |
2.1.3 分子模拟中的平衡态(EMD)与非平衡态(NEMD) |
2.1.4 体系边界 |
2.1.5 系综概念 |
2.1.6 模拟步骤 |
2.1.7 分子动力学模拟软件 |
2.2 小结 |
3 天然橡胶摩擦的分子动力学模拟 |
3.1 前言 |
3.2 模型构建 |
3.2.1 物理模型 |
3.2.2 参数设置及模型初步处理 |
3.2.3 模型运动方法 |
3.3 摩擦过程分析 |
3.3.1 常温摩擦下橡胶基质温度变化 |
3.3.2 不同摩擦速度的温升对比 |
3.3.3 不同粗糙度底板模型的温升对比 |
3.3.4 基质质心的位移 |
3.3.5 初始时刻与运动时刻的势能分析 |
3.4 本章小结 |
4 CNT拔出过程的分子动力学模拟 |
4.1 前言 |
4.2 模型构建 |
4.2.1 分子链优化过程 |
4.2.2 拔出过程物理模型 |
4.2.3 参数设置及模型初步处理 |
4.2.4 分子动力学温度计算方法 |
4.3 拉拔过程分析 |
4.3.1 橡胶基质温度响应 |
4.3.2 环境温度对滑移层的影响 |
4.3.3 CNT拔出速度的探究 |
4.3.4 CNT受力 |
4.4 本章小结 |
5 NR/CNT复合材料摩擦的分子动力学模拟 |
5.1 前言 |
5.2 模型构建 |
5.2.1 物理模型构建 |
5.2.2 参数设置及模型处理 |
5.2.3 模型运动方法 |
5.3 摩擦过程分析 |
5.3.1 复合材料基质的界面结合能及摩擦过程还原 |
5.3.2 拔出能量的计算及界面剪切应力 |
5.3.3 摩擦过程橡胶基质温度变化 |
5.3.4 不同摩擦速度的温升对比 |
5.3.5 CNT拔出过程的受力分析 |
5.3.6 不同条件下基质质心位移 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表和完成论文 |
(8)碳纳米点作为橡胶多功能助剂的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 碳纳米点的合成方法 |
1.2.1 自上而下法 |
1.2.2 自下而上法 |
1.3 碳纳米点的性质 |
1.3.1 基本性质 |
1.3.2 光学性质 |
1.3.3 生物毒性 |
1.3.4 自由基清除和抗氧化活性 |
1.4 碳纳米点的应用 |
1.4.1 生物成像 |
1.4.2 传感器 |
1.4.3 荧光探针 |
1.4.4 碳纳米点在复合材料中的应用 |
1.5 本研究的目的和主要内容 |
1.5.1 本研究的目的 |
1.5.2 本研究的主要内容 |
1.5.3 本研究创新之处 |
第二章 碳纳米点对白炭黑分散/界面及橡胶复合材料性能的影响 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 碳纳米点的制备 |
2.2.3 丁苯橡胶/白炭黑复合材料的制备 |
2.2.4 测试与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 碳纳米点的表征 |
2.3.2 碳纳米点对白炭黑分散/界面的影响 |
2.3.3 碳纳米点对丁苯橡胶/白炭黑复合材料性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 碳纳米点在活化橡胶硫化交联中的应用 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 丁苯橡胶复合材料的制备 |
3.2.3 测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 碳纳米点对氧化锌分散的影响 |
3.3.2 碳纳米点部分取代氧化锌对橡胶复合材料硫化动力学的影响 |
3.3.3 碳纳米点部分取代氧化锌对橡胶复合材料性能的影响 |
3.3.4 碳纳米点部分取代氧化锌对橡胶/白炭黑复合材料性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 碳纳米点在填充橡胶复合材料抗热氧老化中的应用研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 橡胶复合材料的制备 |
4.2.3 测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 碳纳米点对天然橡胶/炭黑复合材料硫化及力学性能的影响 |
4.3.2 碳纳米点对天然橡胶/炭黑复合材料抗热氧老化性能的影响 |
4.3.3 碳纳米点对丁苯橡胶/白炭黑复合材料抗热氧老化性能的影响 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(9)玻璃粉对橡胶混凝土力学性能的影响及其预测模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 橡胶混凝土的国内外研究现状 |
1.1.2 玻璃粉作为矿物掺合料的研究现状 |
1.2 本文研究的主要内容 |
1.3 本文创新点 |
2 试验原材料和试验方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 试验原材料 |
2.2.1 水泥 |
2.2.2 玻璃粉 |
2.2.3 橡胶粉 |
2.2.4 细骨料 |
2.2.5 粗骨料 |
2.2.6 橡胶粉改性剂 |
2.2.7 减水剂 |
2.2.8 拌合用水 |
2.3 试验设计 |
2.3.1 方案设计 |
2.3.2 混凝土配合比 |
2.3.3 试块制作及养护 |
2.4 试验设备和方法 |
2.4.1 宏观试验设备及方法 |
2.4.2 微纳观试验设备及方法 |
3 玻璃粉对橡胶混凝土的力学性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 立方体抗压强度 |
3.2.1 玻璃粉取代量对橡胶混凝土立方体抗压强度的影响 |
3.2.2 水胶比对橡胶混凝土立方体抗压强度的影响 |
3.2.3 橡胶粉取代量对橡胶混凝土立方体抗压强度的影响 |
3.3 轴心抗压强度 |
3.3.1 玻璃粉取代量对橡胶混凝土轴心抗压强度的影响 |
3.3.2 水胶比对橡胶混凝土轴心抗压强度的影响 |
3.3.3 橡胶粉取代量对橡胶混凝土轴心抗压强度的影响 |
3.3.4 轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系 |
3.4 静力受压弹性模量 |
3.4.1 玻璃粉取代量对橡胶混凝土弹性模量的影响 |
3.4.2 水胶比对橡胶混凝土弹性模量的影响 |
3.4.3 橡胶粉取代量对橡胶混凝土弹性模量的影响 |
3.5 本章小结 |
4 基于微纳观的机理分析 |
4.1 引言 |
4.2 微观结构分析 |
4.2.1 SEM |
4.2.2 EDS |
4.2.3 孔结构 |
4.3 纳米力学特性 |
4.3.1 纳米压痕 |
4.3.2 水泥基体纳米力学性能 |
4.3.3 界面过渡区纳米力学性能 |
4.4 本章小结 |
5 掺玻璃粉的橡胶混凝土强度和弹性模量预测模型研究 |
5.1 引言 |
5.2 混凝土抗压强度模型 |
5.2.1 混凝土抗压强度模型对比 |
5.2.2 抗压强度模型建立 |
5.3 混凝土弹性模量模型 |
5.3.1 混凝土静力受压弹性模量模型对比 |
5.3.2 弹性模量模型分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
在校研究成果 |
致谢 |
(10)碳纳米管对橡胶集料砂浆力学性能与微观结构影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 橡胶集料水泥基材料的研究现状 |
1.2.2 橡胶集料水泥基材料的增强手段 |
1.2.3 碳纳米管在水泥基材料领域的应用 |
1.2.4 文献综述简析 |
1.3 本文研究目的和意义及主要研究内容 |
1.3.1 研究目的与意义 |
1.3.2 技术路线与研究内容 |
1.4 本文创新点 |
第2章 碳纳米管与橡胶颗粒基本性能分析 |
2.1 本章引言 |
2.2 物理性质 |
2.2.1 碳纳米管 |
2.2.2 橡胶颗粒 |
2.3 表面润湿能力 |
2.3.1 水接触角 |
2.3.2 测量方法 |
2.3.3 橡胶颗粒与碳纳米管的表面疏水特征 |
2.4 微观形貌分析 |
2.4.1 试验方法 |
2.4.2 结果分析 |
2.5 热稳定性分析 |
2.5.1 试验方法 |
2.5.2 结果分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 碳纳米管复合橡胶集料砂浆制备与物理性能 |
3.1 本章引言 |
3.2 原材料 |
3.3 配合比设计 |
3.3.1 橡胶颗粒掺入方式与掺量 |
3.3.2 碳纳米管掺入方式与掺量 |
3.3.3 水灰比 |
3.3.4 配合比 |
3.4 试件制备 |
3.4.1 碳纳米管分散液制备 |
3.4.2 试件制备与养护 |
3.5 物理性能 |
3.5.1 新拌砂浆流动性 |
3.5.2 硬化砂浆吸水率 |
3.6 本章小结 |
第4章 碳纳米管对橡胶集料砂浆力学性能的影响 |
4.1 本章引言 |
4.2 单轴压缩试验 |
4.2.1 试验方法 |
4.2.2 抗压应力应变曲线 |
4.2.3 抗压强度与弹性模量 |
4.3 三点弯曲试验 |
4.3.1 试验方法 |
4.3.2 抗折力位移曲线 |
4.3.3 抗折强度与断裂能 |
4.4 碳纳米管对橡胶集料力学性能影响的讨论 |
4.5 本章小结 |
第5章 碳纳米管对橡胶集料砂浆微观结构的影响 |
5.1 本章引言 |
5.2 碳纳米管对橡胶集料砂浆水泥水化反应的影响 |
5.2.1 水泥水化过程与水化产物 |
5.2.2 橡胶颗粒对水泥水化的影响 |
5.2.3 热重试验 |
5.2.4 XRD试验 |
5.2.5 碳纳米管对橡胶集料砂浆水泥水化影响的讨论 |
5.3 碳纳米管对橡胶集料砂浆微观结构的影响 |
5.3.1 FESEM微观结构观察 |
5.3.2 FESEM试验方法 |
5.3.3 FESEM试验结果 |
5.4 本章小结 |
第6章 碳纳米管对橡胶集料砂浆抗渗与防覆冰性能的影响 |
6.1 本章引言 |
6.2 试验 |
6.2.1 原材料与试验配合比 |
6.2.2 试件制备 |
6.2.3 试验方法 |
6.3 试验结果 |
6.3.1 水接触角分析 |
6.3.2 抗渗性能分析 |
6.3.3 防覆冰能力分析 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
四、纳米金刚石对橡胶力学性能的影响(论文参考文献)
- [1]丁腈橡胶复合材料摩擦磨损性能的研究[D]. 胡文博. 青岛科技大学, 2021(02)
- [2]异戊橡胶湿法混炼及其在航空轮胎部位胶中的应用研究[D]. 王晓建. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究[D]. 韩瑞杰. 北京科技大学, 2021(02)
- [4]隐晶质石墨/丁腈橡胶复合材料制备工艺及其组构与性能研究[D]. 童曦. 中国地质大学(北京), 2020(04)
- [5]碳纤维/硅橡胶复合材料制备及其导热性能研究[D]. 沈俊奇. 贵州大学, 2020(04)
- [6]一种橡胶结合剂研磨盘的制备及应用[D]. 朱泽朋. 华侨大学, 2020
- [7]天然橡胶与碳材料摩擦的分子动力学模拟[D]. 陈浩. 青岛科技大学, 2020(01)
- [8]碳纳米点作为橡胶多功能助剂的应用研究[D]. 李博. 华南理工大学, 2020(02)
- [9]玻璃粉对橡胶混凝土力学性能的影响及其预测模型研究[D]. 李增. 绍兴文理学院, 2020(03)
- [10]碳纳米管对橡胶集料砂浆力学性能与微观结构影响的研究[D]. 李宏亮. 天津大学, 2019(01)