多壁碳納米管-硅橡膠復合材料的結構與動態(tài)力學性能的研究.pdf

1、本文主要研究了不同的補強填充體系，尤其是碳納米管對硅橡膠性能和結構的影響。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/填料復合材料，對復合材料的硫化加工性能、力學性能、熱力學性能、動態(tài)力學性能以及微觀結構做了研究。
　　本研究主要內容包括：⑴隨著3種填料填充量的增加，復合材料焦燒時間提升，加工性能得以提升。另外，碳納米管的應力軟化效應較炭黑和白炭黑更加明顯，從應力軟化效應的意義來講，碳納米管對硅橡膠補強性比炭黑和白

2、炭黑要高，認為復合材料的交聯(lián)程度得以明顯提升。⑵隨著三種填料填充量的增加，復合材料的儲能模量、損耗模量、損耗因子和轉矩都呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，都在形變量達到一定程度時，出現(xiàn)明顯的非線性下降，即Payne效應。⑶三種填料都能夠顯著改善硅橡膠的力學強度，但對硅橡膠力學性能補強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合材料面間的熱阻較小，有更好的導熱性，即有著最好的熱氧穩(wěn)定

3、性，白炭黑和炭黑次之。⑸通過研究復合材料的動態(tài)力學性能表明，碳納米管填充量較少時，復合材料的儲能模量隨應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，出現(xiàn)該效應時碳納米管的體積分數約為5％，這完全不同于炭黑和白炭黑在填充橡膠中形成網絡結構的體積分數10%-15%。表明復合材料中有碳納米管的某種形式網絡結構形成，并且打破與重建這種網絡結構導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