瀝青基碳纖維和碳納米管具有很高的比強(qiáng)度、比模量,高導(dǎo)熱、良好的導(dǎo)電性能；導(dǎo)電炭黑具有較高的電導(dǎo)率,可賦予橡膠制品半導(dǎo)電或防靜電作用。因此本文采用以上三種碳基材料分別與橡膠制備復(fù)合材料研究結(jié)構(gòu)與性能的影響。本文首先對(duì)碳纖維/天然橡膠復(fù)合材料進(jìn)行了研究,由掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜、激光拉曼光譜分析可知,臭氧處理2.5h時(shí)碳纖維表面去除上漿劑效果較好,表面粗糙度明顯增大,有利于與橡膠的物理結(jié)合；處理時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致碳纖維表面輕度氧化。與未處理碳纖維相比,臭氧處理能明顯提高復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度,其中加入臭氧處理2.5小時(shí)碳纖維的硫化膠整體力學(xué)性能最好,定伸應(yīng)力和拉斷伸長(zhǎng)率提高的同時(shí),拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別提高至26.9MPa和45.4kN/m,儲(chǔ)能模量E’值最高,tanδmax最高。瀝青基碳纖維/導(dǎo)電炭黑/丁腈橡膠復(fù)合材料研究表明隨著導(dǎo)電炭黑VXC72用量的增大,力學(xué)強(qiáng)度逐漸增大,體積電阻率出現(xiàn)逾滲現(xiàn)象,逾滲閾值大約為25份,導(dǎo)熱率基本呈線性增加。VXC72/NBR復(fù)合材料加入碳纖維后,力學(xué)強(qiáng)度降低,導(dǎo)熱率提高,導(dǎo)電性能得到輕微改善,但是保證總填料份數(shù)不變時(shí)增大碳纖維用量,體積電阻率基本不... 

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 碳基材料概述
    1.2 碳纖維概述
        1.2.1 碳纖維的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 碳纖維的性能
            1.2.2.1 碳纖維的力學(xué)性能
            1.2.2.2 碳纖維的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性
            1.2.2.3 碳纖維的其他性能
        1.2.3 碳纖維表面處理
            1.2.3.1 液相氧化法
            1.2.3.2 氣相氧化法
        1.2.4 碳纖維/橡膠復(fù)合材料的制備與研究現(xiàn)狀
            1.2.4.1 碳纖維/橡膠復(fù)合材料的加工性能
            1.2.4.2 碳纖維/橡膠復(fù)合材料的硫化特性
            1.2.4.3 碳纖維/橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能
            1.2.4.4 碳纖維/橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
        1.2.5 碳纖維復(fù)合材料的主要用途及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
    1.3 碳納米管
        1.3.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 碳納米管的性能
            1.3.2.1 碳納米管的力學(xué)性能
            1.3.2.2 碳納米管的導(dǎo)電性能
            1.3.2.3 碳納米管的導(dǎo)熱性能
            1.3.2.4 碳納米管的其他性能
        1.3.3 碳納米管的應(yīng)用前景
        1.3.4 碳納米管的預(yù)處理
        1.3.5 碳納米管/橡膠復(fù)合材料的制備與研究現(xiàn)狀
            1.3.5.1 碳納米管/橡膠復(fù)合材料的力學(xué)性能
            1.3.5.2 碳納米管/橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)電性能
            1.3.5.3 碳納米管/橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
    1.4 碳基填料/橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理
    1.5 碳基填料/橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱機(jī)理
    1.6 本文的研究目的及主要內(nèi)容
        1.6.1 選題背景
        1.6.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 瀝青基碳纖維/天然橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 主要原材料
        2.1.2 試驗(yàn)配方(質(zhì)量份)
        2.1.3 主要儀器和設(shè)備
        2.1.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
            2.1.4.1 碳纖維表面處理
            2.1.4.2 硫化膠中碳纖維的提取
            2.1.4.3 試樣制備
        2.1.5 性能測(cè)試
            2.1.5.1 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)
            2.1.5.2 X-射線光電子能譜(XPS)
            2.1.5.3 拉曼光譜測(cè)試
            2.1.5.4 力學(xué)性能測(cè)試
            2.1.5.5 橡膠加工性能分析(RPA)
            2.1.5.6 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試(DMA)
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 臭氧處理對(duì)瀝青基碳纖維表面形貌及結(jié)構(gòu)的影響
            2.2.1.1 SEM分析
            2.2.1.2 臭氧處理時(shí)間對(duì)碳纖維表面化學(xué)組分的影響
            2.2.1.3 拉曼光譜分析
        2.2.2 臭氧處理時(shí)間對(duì)CF/NR復(fù)合材料性能的影響
            2.2.2.1 臭氧處理時(shí)間對(duì)CF/NR復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
            2.2.2.2 橡膠加工性能分析
            2.2.2.3 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 瀝青基碳纖維/導(dǎo)電炭黑/丁腈橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 主要原材料
        3.1.2 試驗(yàn)配方(質(zhì)量份)
        3.1.3 主要儀器和設(shè)備
        3.1.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
            3.1.4.1 碳纖維表面處理
            3.1.4.2 試樣制備
        3.1.5 性能測(cè)試
            3.1.5.1 力學(xué)性能測(cè)試
            3.1.5.2 體積電阻率
            3.1.5.3 導(dǎo)熱率
            3.1.5.4 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)
            3.1.5.5 橡膠加工性能分析(RPA)
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 導(dǎo)電炭黑的選取
            3.2.1.1 導(dǎo)電炭黑的種類(lèi)及用量對(duì)NBR力學(xué)性能的影響
            3.2.1.2 導(dǎo)電炭黑的種類(lèi)及用量對(duì)NBR導(dǎo)電性能的影響
            3.2.1.3 導(dǎo)電炭黑的種類(lèi)及用量對(duì)NBR導(dǎo)熱率的影響
        3.2.2 導(dǎo)電炭黑用量對(duì)NBR硫化膠性能的影響
            3.2.2.1 導(dǎo)電炭黑VXC72用量對(duì)NBR硫化膠力學(xué)性能的影響
            3.2.2.2導(dǎo)電炭黑VXC72用量對(duì)NBR硫化膠導(dǎo)電性能的影響11
            3.2.2.3導(dǎo)電炭黑VXC72用量對(duì)NBR硫化膠導(dǎo)熱率的影響
            3.2.2.4 SEM分析
        3.2.3 碳纖維的用量對(duì)VXC72/NBR硫化膠性能的影響
            3.2.3.1 碳纖維(5phr)對(duì)VXC72/NBR硫化膠性能的影響
            3.2.3.2 SEM分析
            3.2.3.3 碳纖維用量對(duì)VXC72/NBR性能的影響
            3.2.3.4 SEM分析
        3.2.4 CF/VXC72并用比對(duì)NBR性能的影響
            3.2.4.1 CF/VXC72并用比對(duì)NBR力學(xué)性能的影響
            3.2.4.2 CF/VXC72并用比對(duì)NBR導(dǎo)電性能的影響
            3.2.4.3 橡膠加工性能分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 碳納米管/天然橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 主要原材料
        4.1.2 試驗(yàn)配方(質(zhì)量份)
        4.1.3 主要儀器和設(shè)備
        4.1.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
            4.1.4.1 碳納米管表面處理
            4.1.4.2 試樣制備
        4.1.5 性能測(cè)試
            4.1.5.1 力學(xué)性能測(cè)試
            4.1.5.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)
            4.1.5.3 橡膠加工性能分析(RPA)
            4.1.5.4 導(dǎo)熱率
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 臭氧處理時(shí)間對(duì)碳納米管/天然橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響
            4.2.1.1 開(kāi)煉工藝
            4.2.1.2 哈克轉(zhuǎn)矩流變儀
            4.2.1.3 橡膠加工性能分析
        4.2.2 碳納米管用量對(duì)碳納米管/天然橡膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響
            4.2.2.1 碳納米管用量對(duì)天然橡膠硫化特性的影響
            4.2.2.2 碳納米管用量對(duì)天然橡膠力學(xué)性能的影響
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]BN和AlN顆粒對(duì)導(dǎo)熱硅膠性能的影響[D]. 朱寧寧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]導(dǎo)電炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 張園園.山東大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3726449