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1、隨著在生產(chǎn)加工過程以及工程應(yīng)用方面對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的要求越來越高,導(dǎo)熱性能成為復(fù)合材料物性的一個(gè)重要指標(biāo)。本文對(duì)炭黑/天然橡膠復(fù)合體系的導(dǎo)熱規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,探討了復(fù)合體系中炭黑的種類以及份數(shù)對(duì)橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。
利用本課題組的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)配方,研究了不同粒徑和結(jié)構(gòu)性的炭黑(N234、N330、導(dǎo)電炭黑40B2以及乙炔炭黑)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。通過改變炭黑在橡膠中的填充份數(shù)以及不同的混煉工藝,對(duì)設(shè)計(jì)的76個(gè)
2、配方,以雙輥筒開煉機(jī)和哈克加工試樣,利用NanoflashLFA447激光導(dǎo)熱儀測(cè)試了炭黑/天然橡膠復(fù)合體系在不同溫度下的熱導(dǎo)率。
通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理及分析,得到了炭黑份數(shù)、粒徑、結(jié)構(gòu)性三種因素對(duì)炭黑/天然橡膠復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響規(guī)律。隨著炭黑份數(shù)的不斷增加,炭黑/天然橡膠復(fù)合體系的導(dǎo)熱率不斷增大;同時(shí)炭黑的粒徑,結(jié)構(gòu)性以及比表面積對(duì)炭黑/天然橡膠復(fù)合體系的熱導(dǎo)率也有較大的影響。在相同的填充份數(shù)下粒徑越小、結(jié)構(gòu)性越高、
3、比表面積越大則復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能越好。其中在填料體積份數(shù)約為20%時(shí),填充導(dǎo)電炭黑40B2的復(fù)合材料的熱導(dǎo)率有大幅度的提升。
本文通過觀察炭黑/天然橡膠復(fù)合材料試樣的掃描電鏡(SEM)照片,分析了炭黑粒子在橡膠基體中的微觀形態(tài)以及分布情況。結(jié)果表明炭黑是以大小不等的炭黑粒子聚集體均勻分布在橡膠基體中。隨著份數(shù)增加,聚集體之間逐漸相互連接成網(wǎng)絡(luò)有助于導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成,從而使熱導(dǎo)率提高。
建立了該復(fù)合材料導(dǎo)熱的理論
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