碳纖維-橡膠復(fù)合材料的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、碳纖維因為具有高比模量、高比強度、高導(dǎo)熱及耐腐蝕，熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點引起越來越廣泛的關(guān)注。碳纖維主要被添加在樹脂和熱塑性塑料基體中做為骨架材料或增強材料使用，而在橡膠中的應(yīng)用研究相對少得多。由于橡膠大多是熱的不良導(dǎo)體，如果通過提高硫化橡膠制品的導(dǎo)熱性從而能及時將制品內(nèi)部因損耗產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出去，避免其因熱氧老化導(dǎo)致制品壽命縮短一直是很多研究者的興趣點。但是由于碳纖維的表面光滑，且惰性很高，所以碳纖維與橡膠基體間的界面結(jié)合強度很弱，一般通過

2、對碳纖維表面改性來提高兩者間的界面作用力。
　　鑒于此，本論文針對瀝青基短纖維分別采用濃硝酸氧化，臭氧處理，高溫氧化三種方法對瀝青基短切碳纖維進行表面處理，然后分別配合到天然橡膠(NR)和丁腈橡膠(NBR)中，并對不同改性方法對碳纖維本體結(jié)構(gòu)及混煉膠的加工性能，硫化膠的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性等性能的影響進行了實驗研究，并通過橡膠加工分析儀（RPA），掃描電子顯微鏡分析(SEM)，熱失重分析儀(TGA)，動態(tài)力學(xué)分析(DMA)，導(dǎo)熱儀等儀

3、器對實驗結(jié)果進行表征分析。
　　結(jié)果表明，加入5phr酸化3小時，臭氧處理3.5h和高溫氧化處理320min碳纖維的硫化膠的拉伸強度比未添加碳纖維的硫化膠分別提高了11.9％，13.2％和16.9％;5phr碳纖維就能將NR硫化膠的起始熱失重溫度提高10℃左右。隨著碳纖維用量的增加，硬度和導(dǎo)熱率都明顯增加;DMA測試發(fā)現(xiàn)，G'明顯增大，tanδmax規(guī)律降低而高彈態(tài)的tanδ則相反。隨著碳纖維用量的增加，NBR/CF硫化膠的拉伸強