高溫油壓縮老化條件下氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)行為及老化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-08 11:39
氫化丁腈橡膠(HNBR)具有良好的力學(xué)性能、耐油性、耐高溫性和耐化學(xué)品腐蝕性,被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、汽車、石油、化工等領(lǐng)域。碳納米管具有大長(zhǎng)徑比、納米管徑等獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),是橡膠工業(yè)中一種重要的納米填料。近年來,氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的制備和性能研究成為了研究熱點(diǎn)之一。本文以氫化丁腈橡膠為基體,多壁碳納米管(MWCNT)為納米填料,制備HNBR/MWCNT復(fù)合材料。研究碳納米管用量、老化時(shí)間和熱油老化方式對(duì)復(fù)合材料的單軸拉伸、壓縮應(yīng)力應(yīng)變、應(yīng)力軟化和應(yīng)力松弛等力學(xué)行為的影響,通過紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TGA)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及元素分析(EDS)對(duì)HNBR/MWCNT復(fù)合材料進(jìn)行表征。首先,通過Mooney-Rivlin方程和Ogden模型方程分別對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為以及壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為進(jìn)行研究,結(jié)果表明復(fù)合材料的拉伸應(yīng)力、拉伸彈性模量、壓縮應(yīng)力、壓縮彈性模量以及壓縮應(yīng)變能密度均隨著碳納米管用量的增加而增大;隨著碳納米管用量的增加,老化后復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度保持率、壓縮彈性模量保持率提高;與未壓縮熱油老化后的復(fù)合材料相比,壓縮狀態(tài)熱油老化后復(fù)合材料的壓縮...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 氫化丁腈橡膠概述
1.1.1 氫化丁腈橡膠發(fā)展簡(jiǎn)介
1.1.2 氫化丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)及性能研究
1.1.3 氫化丁腈橡膠的應(yīng)用
1.2 碳納米管/氫化丁腈橡膠復(fù)合材料
1.2.1 碳納米管的概述
1.2.2 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的研究
1.3 橡膠納米復(fù)合材料的力學(xué)行為
1.3.1 超彈性行為
1.3.2 應(yīng)力松弛
1.3.3 應(yīng)力軟化效應(yīng)
1.4 研究目的和意義以及研究?jī)?nèi)容
1.4.1 研究目的和意義
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 主要原材料
2.2 主要儀器設(shè)備
2.3 試樣制備
2.4 復(fù)合材料的老化試驗(yàn)操作
2.5 復(fù)合材料的性能測(cè)試
2.5.1 拉伸性能
2.5.2 應(yīng)力松弛
2.5.3 應(yīng)力軟化
2.6 復(fù)合材料的表征分析方法
2.6.1 FT-IR分析
2.6.2 TGA分析
2.6.3 SEM分析
2.6.4 EDS分析
第三章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力應(yīng)變行為研究
3.1 引言
3.2 復(fù)合材料單軸拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為研究
3.2.1 碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.2.2 碳納米管種類對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.2.3 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3 復(fù)合材料單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為研究
3.3.1 碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3.2 碳納米管種類對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3.3 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3.4 耐油老化條件對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力軟化研究
4.1 引言
4.2 碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料應(yīng)力軟化的影響
4.3 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料應(yīng)力軟化的影響
4.4 耐油老化條件對(duì)復(fù)合材料應(yīng)力軟化的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的壓縮應(yīng)力松弛行為研究
5.1 引言
5.2 復(fù)合材料在常溫下的物理松弛行為研究
5.3 老化后復(fù)合材料的物理松弛行為研究
5.4 復(fù)合材料在高溫油壓縮環(huán)境下的化學(xué)松弛行為研究
5.5 本章小結(jié)
第六章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的老化表征
6.1 引言
6.2 FT-IR分析
#標(biāo)準(zhǔn)油的 FT-IR 分析"> 6.2.1 老化不同時(shí)間后3#標(biāo)準(zhǔn)油的 FT-IR 分析
6.2.2 復(fù)合材料老化后的ATR-FTIR分析
6.3 TGA分析
6.3.1 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料耐熱性能的影響
6.3.2 耐油老化條件對(duì)復(fù)合材料耐熱性能的影響
6.4 SEM及EDS分析
6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]丁腈橡膠密封圈液壓油中的老化機(jī)理[J]. 王占彬,肖淑華,范金娟,侯學(xué)勤. 宇航材料工藝. 2014(04)
[2]炭黑填充橡膠超彈性本構(gòu)模型的選取策略[J]. 胡小玲,劉秀,李明,羅文波. 工程力學(xué). 2014(05)
[3]詹博特Zhanber</sup>氫化丁腈橡膠的性能及其應(yīng)用[J]. 詹正云,辛麗紅. 世界橡膠工業(yè). 2014(04)
[4]熱空氣老化對(duì)補(bǔ)強(qiáng)氫化丁腈橡膠性能的影響[J]. 劉高君,趙明明,徐帥鋒,李超芹. 橡膠工業(yè). 2014(02)
[5]甲基丙烯酸鋅補(bǔ)強(qiáng)氫化丁腈橡膠耐老化性能的研究[J]. 趙明明,孫愛玲,李超芹. 橡膠工業(yè). 2013(10)
[6]炭黑填充橡膠復(fù)合材料的宏細(xì)觀力學(xué)行為研究[J]. 李慶,楊曉翔. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(18)
[7]氫化度與丙烯腈含量對(duì)HNBR硫化膠性能的影響[J]. 張成龍,李再峰,白延光,王寧,李巖峰,熊召舉. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(01)
[8]特種橡膠耐油性能的對(duì)比研究[J]. 宋中勤,李宏,胡海華,趙洪國(guó),吳宇,何連成. 特種橡膠制品. 2012(02)
[9]彈性體拉伸取向和應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶研究進(jìn)展[J]. 徐志強(qiáng),盧詠來,張立群,閆壽科. 高分子學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]炭黑/蒙脫土并用對(duì)HNBR復(fù)合材料性能的影響[J]. 劉麗,張如良,劉輝,張?zhí)斐?黃玉東. 材料科學(xué)與工藝. 2011(02)
博士論文
[1]炭黑填充橡膠黏超彈性力學(xué)行為的宏細(xì)觀研究[D]. 胡小玲.湘潭大學(xué) 2013
[2]納米碳酸鈣填充室溫硫化硅橡膠性能及其補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理的研究[D]. 彭婭.四川大學(xué) 2004
碩士論文
[1]氫化丁腈橡膠及其復(fù)合材料的單軸拉伸取向及應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶行為的研究[D]. 吳靜.北京化工大學(xué) 2013
[2]氫化丁腈橡膠的性能和改性[D]. 張東恒.北京化工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3070988
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 氫化丁腈橡膠概述
1.1.1 氫化丁腈橡膠發(fā)展簡(jiǎn)介
1.1.2 氫化丁腈橡膠的結(jié)構(gòu)及性能研究
1.1.3 氫化丁腈橡膠的應(yīng)用
1.2 碳納米管/氫化丁腈橡膠復(fù)合材料
1.2.1 碳納米管的概述
1.2.2 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的研究
1.3 橡膠納米復(fù)合材料的力學(xué)行為
1.3.1 超彈性行為
1.3.2 應(yīng)力松弛
1.3.3 應(yīng)力軟化效應(yīng)
1.4 研究目的和意義以及研究?jī)?nèi)容
1.4.1 研究目的和意義
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 主要原材料
2.2 主要儀器設(shè)備
2.3 試樣制備
2.4 復(fù)合材料的老化試驗(yàn)操作
2.5 復(fù)合材料的性能測(cè)試
2.5.1 拉伸性能
2.5.2 應(yīng)力松弛
2.5.3 應(yīng)力軟化
2.6 復(fù)合材料的表征分析方法
2.6.1 FT-IR分析
2.6.2 TGA分析
2.6.3 SEM分析
2.6.4 EDS分析
第三章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力應(yīng)變行為研究
3.1 引言
3.2 復(fù)合材料單軸拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為研究
3.2.1 碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.2.2 碳納米管種類對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.2.3 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3 復(fù)合材料單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為研究
3.3.1 碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3.2 碳納米管種類對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3.3 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.3.4 耐油老化條件對(duì)復(fù)合材料壓縮應(yīng)力應(yīng)變行為的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力軟化研究
4.1 引言
4.2 碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料應(yīng)力軟化的影響
4.3 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料應(yīng)力軟化的影響
4.4 耐油老化條件對(duì)復(fù)合材料應(yīng)力軟化的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的壓縮應(yīng)力松弛行為研究
5.1 引言
5.2 復(fù)合材料在常溫下的物理松弛行為研究
5.3 老化后復(fù)合材料的物理松弛行為研究
5.4 復(fù)合材料在高溫油壓縮環(huán)境下的化學(xué)松弛行為研究
5.5 本章小結(jié)
第六章 氫化丁腈橡膠/碳納米管復(fù)合材料的老化表征
6.1 引言
6.2 FT-IR分析
#標(biāo)準(zhǔn)油的 FT-IR 分析"> 6.2.1 老化不同時(shí)間后3#標(biāo)準(zhǔn)油的 FT-IR 分析
6.2.2 復(fù)合材料老化后的ATR-FTIR分析
6.3 TGA分析
6.3.1 老化時(shí)間對(duì)復(fù)合材料耐熱性能的影響
6.3.2 耐油老化條件對(duì)復(fù)合材料耐熱性能的影響
6.4 SEM及EDS分析
6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]丁腈橡膠密封圈液壓油中的老化機(jī)理[J]. 王占彬,肖淑華,范金娟,侯學(xué)勤. 宇航材料工藝. 2014(04)
[2]炭黑填充橡膠超彈性本構(gòu)模型的選取策略[J]. 胡小玲,劉秀,李明,羅文波. 工程力學(xué). 2014(05)
[3]詹博特Zhanber</sup>氫化丁腈橡膠的性能及其應(yīng)用[J]. 詹正云,辛麗紅. 世界橡膠工業(yè). 2014(04)
[4]熱空氣老化對(duì)補(bǔ)強(qiáng)氫化丁腈橡膠性能的影響[J]. 劉高君,趙明明,徐帥鋒,李超芹. 橡膠工業(yè). 2014(02)
[5]甲基丙烯酸鋅補(bǔ)強(qiáng)氫化丁腈橡膠耐老化性能的研究[J]. 趙明明,孫愛玲,李超芹. 橡膠工業(yè). 2013(10)
[6]炭黑填充橡膠復(fù)合材料的宏細(xì)觀力學(xué)行為研究[J]. 李慶,楊曉翔. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(18)
[7]氫化度與丙烯腈含量對(duì)HNBR硫化膠性能的影響[J]. 張成龍,李再峰,白延光,王寧,李巖峰,熊召舉. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(01)
[8]特種橡膠耐油性能的對(duì)比研究[J]. 宋中勤,李宏,胡海華,趙洪國(guó),吳宇,何連成. 特種橡膠制品. 2012(02)
[9]彈性體拉伸取向和應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶研究進(jìn)展[J]. 徐志強(qiáng),盧詠來,張立群,閆壽科. 高分子學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]炭黑/蒙脫土并用對(duì)HNBR復(fù)合材料性能的影響[J]. 劉麗,張如良,劉輝,張?zhí)斐?黃玉東. 材料科學(xué)與工藝. 2011(02)
博士論文
[1]炭黑填充橡膠黏超彈性力學(xué)行為的宏細(xì)觀研究[D]. 胡小玲.湘潭大學(xué) 2013
[2]納米碳酸鈣填充室溫硫化硅橡膠性能及其補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理的研究[D]. 彭婭.四川大學(xué) 2004
碩士論文
[1]氫化丁腈橡膠及其復(fù)合材料的單軸拉伸取向及應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶行為的研究[D]. 吳靜.北京化工大學(xué) 2013
[2]氫化丁腈橡膠的性能和改性[D]. 張東恒.北京化工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3070988
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