錦綸經(jīng)編增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、柔性復(fù)合材料在現(xiàn)代的材料科學(xué)領(lǐng)域中有著較快的發(fā)展速度及較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，主要是以機(jī)織物為主的對(duì)PVC和聚氨酯涂覆的滌綸和玻璃纖維織物的柔性復(fù)合材料的研究，其他材料的經(jīng)編增強(qiáng)柔性復(fù)合材料的力學(xué)性能研究還不夠廣泛，缺乏一定的理論指導(dǎo)。由于經(jīng)編織物以其優(yōu)異的性能正在迅速發(fā)展，應(yīng)加快其產(chǎn)品的規(guī)范化和系統(tǒng)化，本課題為從高鐵車廂連接件材料衍生的子課題，以錦綸經(jīng)編織物研究為主，并以錦綸機(jī)織織物和滌綸經(jīng)編織物作為對(duì)比試驗(yàn)，從基布性能到工藝制作和材

2、料力學(xué)性能的系列分析。
　　論文選用錦綸經(jīng)編織物，錦綸機(jī)織織物和滌綸經(jīng)編織物進(jìn)行試驗(yàn)，并以此作為增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料的基布。分析三者的相對(duì)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率，結(jié)合橡膠自身彈性大、彈性模量較低、在外力的作用下極易產(chǎn)生變形的特點(diǎn)綜合考慮得出，除了對(duì)材料強(qiáng)度的要求外，錦綸經(jīng)編織物由于較大的伸長和彈性更適于與橡膠膠體的復(fù)合。
　　在選定基布的基礎(chǔ)上，探討錦綸經(jīng)編基布的橡膠涂覆工藝。采用正交試驗(yàn)法，通過測定增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料的拉伸、撕裂以

3、及頂破強(qiáng)力優(yōu)化工藝參數(shù)，并分析了熱壓工藝參數(shù)對(duì)材料力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明，在橡膠涂層加工中，熱壓時(shí)間、熱壓溫度和熱壓壓力對(duì)涂層織物的力學(xué)性能都有一定程度的影響，綜合材料拉伸、撕裂和頂破三個(gè)指標(biāo)得出其影響程度為:熱壓壓力＞熱壓溫度＞熱壓時(shí)間。最佳熱壓工藝參數(shù)為:熱壓時(shí)間25min，熱壓溫度160℃，熱壓壓力9MPa。在最優(yōu)工藝條件下的拉伸強(qiáng)力為經(jīng)向:913.5N，緯向:103.05N;撕裂強(qiáng)力為經(jīng)向:42.653N，緯向:50.076N

4、;頂破強(qiáng)力為:1563.2N。
　　最終在選定涂層工藝的基礎(chǔ)上，論文對(duì)錦綸經(jīng)編增強(qiáng)橡膠基、錦綸機(jī)織增強(qiáng)橡膠基和滌綸經(jīng)編增強(qiáng)橡膠基柔性復(fù)合材料的拉伸性能、撕裂性能進(jìn)行分析。主要從各組織材料涂覆橡膠前后拉伸和撕裂強(qiáng)力的變化、斷裂伸長率的變化以及強(qiáng)度保持率進(jìn)行分析，并借助掃描電鏡觀察基布與橡膠膠體的截面粘結(jié)情況。就拉伸性能而言，橡膠涂覆工藝的影響與基布的組織結(jié)構(gòu)形式關(guān)系較大，其對(duì)機(jī)織基布的斷裂強(qiáng)力并沒有增強(qiáng)作用，增加了機(jī)織基布的伸長，降

5、低了基布的彈性模量;而對(duì)于經(jīng)編基布，橡膠涂覆工藝使材料的強(qiáng)力增加，斷裂伸長率增加，彈性模量變大，呈現(xiàn)出大強(qiáng)力、小變形的特點(diǎn)。對(duì)于撕裂性能:橡膠涂覆工藝對(duì)經(jīng)編組織基布撕裂性能有增強(qiáng)的作用;而錦綸機(jī)織基布，經(jīng)橡膠涂覆后其撕裂強(qiáng)度降低，通過掃描電鏡對(duì)材料截面的觀察看出橡膠與基布的界面粘結(jié)性能較差，撕裂過程易產(chǎn)生膠體與基布分層的現(xiàn)象。對(duì)橡膠涂覆錦綸經(jīng)編基布和滌綸經(jīng)編基布結(jié)合其拉伸和撕裂性能分析:經(jīng)編織物比機(jī)織物與橡膠復(fù)合性好且錦綸經(jīng)編織物比滌綸