用氣相沉積法對碳纖維表面進行處理,研究了高性能碳纖維（CF）在氯丁橡膠（CR）和天然橡膠（NR）復合材料中的流變性能、加工性能、物理機械性能、導電性、導熱性、耐老化性和抗疲勞性等性能。通過電子顯微鏡（SEM）表征分散效果。結果表明,隨著CF用量的增加,橡膠復合材料的硫化時間縮短,抗拉強度提高了18%,抗疲勞性提高了19%;添加3phr CF分散性最好,硫化膠的物理力學性能最佳。CF用量增加,導熱性和導電性增強。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

CF增強復合材料的硫化速度

碳纖維增強橡膠材料的機理依賴于碳纖維和橡膠基體的復合作用。在復合材料中,橡膠是連續(xù)相,稱為基質;碳纖維是分散相,稱為增強相(增強體)。碳纖維在橡膠基體中是單獨分布的,并且在兩者之間存在分界面[13]。碳纖維具有高強度,因此可承受高應力。將樹脂添加到橡膠基體中,樹脂在高溫條件下易于發(fā)生粘彈性變形和塑性流動,并且與碳纖維組合傳遞應力[14]。圖1顯示了這種組合的示意圖。1 實驗

不同CF用量的復合材料的加工性能如圖3所示。從圖3中可以看出,在低頻區(qū)域,儲能模量較低,損耗因子較高。 在高頻區(qū)域,儲能模量較高,損耗因子較低。在圖3(a)中,添加7phr CF,復合材料的儲能模量最高。這是因為CF是剛體,添加后復合材料的硬度增加。在CF中,一些微纖維被纏結并扭曲,使復合材料的結合程度增加,因此儲能模量增大[14]。最大儲能模量和最小儲能模量之差(稱為模量差)可以表征佩恩效應[15]。在圖3(b)中,損耗因子顯示出下降趨勢,因為在高頻區(qū)域,橡膠材料處于玻璃狀態(tài),外部場的頻率發(fā)生變化,但橡膠材料內部的結構單元基本上不移動。因此,內部摩擦較小,損耗因子最小。在低頻區(qū)域,它相當于橡膠的高彈性狀態(tài),并且該段具有最強的運動能力,因此損耗因子最大。2.3 物理力學性能

【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳纖維/天然橡膠復合材料的性能研究[J]. 汪傳生,張魯琦,邊慧光,李海濤.  橡膠工業(yè). 2018(11)
[2]碳纖維表面改性研究進展[J]. 杜帥,何敏,劉玉飛,李莉萍,張道海.  紡織導報. 2017(06)
[3]碳纖維/硅橡膠復合材料的制備[J]. 武衛(wèi)莉,王駿.  橡膠工業(yè). 2017(02)
[4]碳纖維/天然橡膠復合材料性能的研究[J]. 王丹焱,赫立志,王娜,于美溪,牟江南,葛鐵軍.  遼寧化工. 2016(09)
[5]碳纖維增強PBT/SEBS復合材料的熱力學性能[J]. 盧翔,黃錦濤,何光建,瞿金平.  華中科技大學學報(自然科學版). 2015(03)
[6]氯丁橡膠屈撓疲勞性能的研究[J]. 王雪飛,黃良平,程海濤.  特種橡膠制品. 2014(01)
[7]芳綸短纖維增強胎面膠[J]. Mehdi Razzaghi Kashani,吳淑華.  輪胎工業(yè). 2010(08)
[8]先進復合材料與航空航天[J]. 杜善義.  復合材料學報. 2007(01)
[9]碳纖維導電復合材料的研究與應用[J]. 劉東,王鈞.  玻璃鋼/復合材料. 2001(06)
[10]炭纖維增強橡膠復合材料性能研究[J]. 楊雪梅.  炭素技術. 2000(03)



本文編號：3298443