采用液體天然橡膠（liquid natural rubber）為增容劑,基于濕法混煉工藝制備天然橡膠/白炭黑（W（NR/SiO₂））復(fù)合材料。利用FT-IR、SEM、萬能拉力機(jī)分別對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、拉伸斷裂形貌及力學(xué)性能進(jìn)行分析,通過Mooney-Rivilin方程和界面相互作用方程對橡膠-填料界面相互作用定量計算,并探討了LNR的增容機(jī)理。結(jié)果表明,使用LNR增容后,NR與白炭黑兩相界面變得模糊,斷面表現(xiàn)為韌性斷裂;硫化膠力學(xué)性能在LNR改性后得到改善,白炭黑用量為60phr時表現(xiàn)最為明顯,拉伸強(qiáng)度提高了25.73%;不同方程計算結(jié)果表明,白炭黑用量一定情況下,使用LNR增容后復(fù)合材料兩相界面相互作用增強(qiáng)。LNR具有良好的增容效果,復(fù)合材料良好的相容性是LNR與NR和白炭黑兩相同時發(fā)生作用形成增容界面的結(jié)果。 

【文章來源】：功能材料. 2017,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

圖１Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）和Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ的紅外圖譜

加入后ＮＲ與白炭黑的界面相互作用增強(qiáng)。由圖４，５可見，拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率均呈先增大后下降的趨勢，在白炭黑用量為３０～８０ｐｈｒ范圍內(nèi)，與Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化膠相比，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化膠的拉伸強(qiáng)度增大，在白炭黑用量為６０ｐｈｒ時由２２．１９ＭＰａ增加至２７．９０ＭＰａ，提高了２５．７３％；而拉斷伸長率在３０～６０ｐｈｒ都較低，說明添加增容劑ＬＮＲ后，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化膠綜合力學(xué)性能顯著改善。圖４ＬＮＲ對復(fù)合材料硫化膠拉伸強(qiáng)度的影響Ｆｉｇ４ＬＮＲｏｎｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ圖５ＬＮＲ對復(fù)合材料硫化膠拉斷伸長率的影響Ｆｉｇ５ＬＮＲｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ２．４復(fù)合材料的界面相互作用分析圖６（ａ）為白炭黑含量為３０，５０，７０ｐｈｒ的Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）及Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化膠的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。通過分析不同應(yīng)變下的應(yīng)力變化，可衡量復(fù)合材料界面相互作用強(qiáng)弱［２３］。采用Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ方程對Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化膠的界面相互作用進(jìn)行定量計算［２３－２５］σ＊＝σ（λ－λ－２）＝２Ｃ１＋２Ｃ２λ－１（１）式中，σ＊為等效應(yīng)力，σ為應(yīng)力，λ為拉伸比，Ｃ１和Ｃ２均為常數(shù)。采用式（１）計算得到Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ曲線，如圖６（ｂ）所示。由圖６可見，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）中的

３０～８０ｐｈｒ范圍內(nèi)，與Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化膠相比，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化膠的拉伸強(qiáng)度增大，在白炭黑用量為６０ｐｈｒ時由２２．１９ＭＰａ增加至２７．９０ＭＰａ，提高了２５．７３％；而拉斷伸長率在３０～６０ｐｈｒ都較低，說明添加增容劑ＬＮＲ后，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化膠綜合力學(xué)性能顯著改善。圖４ＬＮＲ對復(fù)合材料硫化膠拉伸強(qiáng)度的影響Ｆｉｇ４ＬＮＲｏｎｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ圖５ＬＮＲ對復(fù)合材料硫化膠拉斷伸長率的影響Ｆｉｇ５ＬＮＲｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋｏｆｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓ２．４復(fù)合材料的界面相互作用分析圖６（ａ）為白炭黑含量為３０，５０，７０ｐｈｒ的Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）及Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ硫化膠的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。通過分析不同應(yīng)變下的應(yīng)力變化，可衡量復(fù)合材料界面相互作用強(qiáng)弱［２３］。采用Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ方程對Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）硫化膠的界面相互作用進(jìn)行定量計算［２３－２５］σ＊＝σ（λ－λ－２）＝２Ｃ１＋２Ｃ２λ－１（１）式中，σ＊為等效應(yīng)力，σ為應(yīng)力，λ為拉伸比，Ｃ１和Ｃ２均為常數(shù)。采用式（１）計算得到Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｉｌｉｎ曲線，如圖６（ｂ）所示。由圖６可見，Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）中的σ＊在應(yīng)變范圍內(nèi)變化較小，而Ｗ（ＮＲ／ＳｉＯ２）－ＬＮＲ的σ＊在白炭黑一定情況下均提高。當(dāng)應(yīng)變范圍（

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]濕煉法NR/nSiO2和NR/炭黑復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 林艷芬.華南理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]橡膠/納米碳素復(fù)合材料的分散與界面研究[D]. 吳思武.華南理工大學(xué) 2014



本文編號：3269936