多壁碳納米管-硅橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的研究.pdf

1、本文主要研究了不同的補(bǔ)強(qiáng)填充體系，尤其是碳納米管對硅橡膠性能和結(jié)構(gòu)的影響。本文共選取了碳納米管、炭黑、白炭黑三種填料，通過制備硅橡膠/填料復(fù)合材料，對復(fù)合材料的硫化加工性能、力學(xué)性能、熱力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能以及微觀結(jié)構(gòu)做了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴隨著3種填料填充量的增加，復(fù)合材料焦燒時(shí)間提升，加工性能得以提升。另外，碳納米管的應(yīng)力軟化效應(yīng)較炭黑和白炭黑更加明顯，從應(yīng)力軟化效應(yīng)的意義來講，碳納米管對硅橡膠補(bǔ)強(qiáng)性比炭黑和白

2、炭黑要高，認(rèn)為復(fù)合材料的交聯(lián)程度得以明顯提升。⑵隨著三種填料填充量的增加，復(fù)合材料的儲能模量、損耗模量、損耗因子和轉(zhuǎn)矩都呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，都在形變量達(dá)到一定程度時(shí)，出現(xiàn)明顯的非線性下降，即Payne效應(yīng)。⑶三種填料都能夠顯著改善硅橡膠的力學(xué)強(qiáng)度，但對硅橡膠力學(xué)性能補(bǔ)強(qiáng)效果最好的是碳納米管，其次是白炭黑和炭黑。⑷三種填充材料對提高硅橡膠的熱氧穩(wěn)定性都有顯著效果，填充了碳納米管的復(fù)合材料面間的熱阻較小，有更好的導(dǎo)熱性，即有著最好的熱氧穩(wěn)定

3、性，白炭黑和炭黑次之。⑸通過研究復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能表明，碳納米管填充量較少時(shí)，復(fù)合材料的儲能模量隨應(yīng)變振幅的增大而變化不大，但隨著碳納米管填充量增加，出現(xiàn)了明顯的Payne效應(yīng)，出現(xiàn)該效應(yīng)時(shí)碳納米管的體積分?jǐn)?shù)約為5％，這完全不同于炭黑和白炭黑在填充橡膠中形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的體積分?jǐn)?shù)10%-15%。表明復(fù)合材料中有碳納米管的某種形式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成，并且打破與重建這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了儲能模量的非線性下降。⑹5份、10份、20份、30份碳納米管能夠