由于輪胎行業(yè)的迅速發(fā)展,現(xiàn)在輪胎制品的質(zhì)量及性能已滿足不了人們的要求。碳纖維(CF)因其比強度、比模量高,耐疲勞、耐磨性好;還原氧化石墨烯(rGO)因其強度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好。二者應(yīng)用于橡膠輪胎中,會有常規(guī)填料達不到的效果,因此本文對NR/BR胎面膠進行研究。國內(nèi)外的研究學(xué)者對NR/BR進行了探索和研究,取得了一定的研究成果,但對碳纖維/石墨烯二者共混補強NR/BR的研究報道較少;對還原氧化石墨烯補強NR/BR的研究有待深入等等。這些不足制約著碳纖維/石墨烯在NR/BR胎面膠中大量使用,所以對碳纖維/石墨烯在NR/BR胎面膠中深入系統(tǒng)的研究具有重要意義。本文運用理論研究、實驗對比,模擬分析三種研究方法,從碳纖維/石墨烯結(jié)構(gòu)及性能入手,系統(tǒng)研究其配比對膠料性能的影響,并對膠料從宏觀及微觀性能方面進行了分析。研究了不同排膠溫度對加入石墨烯的NR/BR混煉膠性能的影響。設(shè)計了拉伸型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),采用模擬分析方法及實驗驗證方法對膠料混煉過程進行分析。本文所做的主要研究工作和所取得的成果如下:(1)探究不同份數(shù)碳纖維對NR/BR硫化膠力學(xué)性能影響和在橡膠體系中的導(dǎo)熱導(dǎo)電及分散效果,結(jié)果表明:碳纖維的...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳纖維結(jié)構(gòu)與性能
        1.2.1 碳纖維結(jié)構(gòu)
        1.2.2 碳纖維性能
    1.3 碳纖維在聚合物復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.3.1 飛機和汽車制造
        1.3.2 體育休閑用品
        1.3.3 土木工程
        1.3.4 風力發(fā)電
        1.3.5 輪胎制品
        1.3.6 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
    1.4 石墨烯概述及制備方法
        1.4.1 機械剝離法
        1.4.2 氧化還原法
        1.4.3 SiC外延法
        1.4.4 石墨烯特性
    1.5 橡膠混煉的外場條件
        1.5.1 橡膠混煉的溫度場
        1.5.2 密煉機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對膠料混煉的影響
    1.6 本文研究的目的及意義、主要研究內(nèi)容
        1.6.1 本文研究的目的及意義
        1.6.2 本文研究的主要內(nèi)容
2 碳纖維對NR/BR膠料性能影響研究
    2.1 引言
    2.2 實驗原料
    2.3 實驗設(shè)備及儀器
    2.4 不同碳纖維份數(shù)填充NR/BR實驗研究
        2.4.1 實驗配方
        2.4.2 試樣制備
        2.4.3 試樣性能測試
            2.4.3.1 門尼粘度測試
            2.4.3.2 無轉(zhuǎn)子硫化儀測試
            2.4.3.3 RPA測試
            2.4.3.4 拉伸與撕裂測試
            2.4.3.5 動態(tài)熱機械分析儀（DMA）測試
            2.4.3.6 邵爾硬度測試
            2.4.3.7 導(dǎo)電測試
            2.4.3.8 導(dǎo)熱測試
            2.4.3.9 掃描電鏡測試
        2.4.4 結(jié)果與分析
            2.4.4.1 碳纖維填充對NR/BR混煉膠門尼粘度影響
            2.4.4.2 碳纖維填充對NR/BR混煉膠硫化特性影響
            2.4.4.3 碳纖維填充對NR/BR硫化膠物理性能影響
            2.4.4.4 碳纖維填充對NR/BR混煉膠動態(tài)流動性能影響
            2.4.4.5 碳纖維填充對NR/BR混煉膠動態(tài)力學(xué)性能影響
            2.4.4.6 碳纖維填充對NR/BR硫化膠導(dǎo)熱特性影響
            2.4.4.7 碳纖維填充對NR/BR硫化膠導(dǎo)電特性影響
            2.4.4.8 碳纖維填充對NR/BR硫化膠微觀性能影響
        2.4.5 小結(jié)
    2.5 不同白炭黑份數(shù)對填充碳纖維的NR/BR胎面膠性能研究
        2.5.1 主要原材料
        2.5.2 實驗儀器和設(shè)備
        2.5.3 試樣制備
        2.5.4 性能測試
        2.5.5 結(jié)果與分析
            2.5.5.1 白炭黑填充對NR/BR混煉膠流動性影響
            2.5.5.2 白炭黑填充對NR/BR混煉膠硫化特性影響
            2.5.5.3 白炭黑填充對NR/BR硫化膠物理特性影響
            2.5.5.4 白炭黑填充對NR/BR混煉膠動態(tài)流變性能影響
            2.5.5.5 白炭黑填充對NR/BR硫化膠動態(tài)力學(xué)性能影響
        2.5.6 小結(jié)
3 碳纖維/石墨烯共混及排膠溫度對NR/BR的性能研究
    3.1 不同份數(shù)碳纖維/石墨烯填充對NR/BR混煉膠性能研究
        3.1.1 實驗基本配方
        3.1.2 實驗儀器和設(shè)備
        3.1.3 試樣制備
        3.1.4 測試結(jié)果與分析
            3.1.4.1 碳纖維/石墨烯填充對 NR/BR 混煉膠門尼粘度影響
            3.1.4.2 碳纖維/石墨烯填充對NR/BR混煉膠硫化性能影響
            3.1.4.3 碳纖維/石墨烯填充對NR/BR硫化膠物理性能影響
            3.1.4.4 碳纖維/石墨烯填充對NR/BR混煉膠動態(tài)流動特性影響
            3.1.4.5 碳纖維/石墨烯填充對NR/BR硫化膠動態(tài)力學(xué)特性影響
            3.1.4.6 石墨烯填充對NR/BR硫化膠導(dǎo)電特性影響
            3.1.4.7 石墨烯填充對NR/BR硫化膠導(dǎo)熱特性影響
            3.1.4.8 碳纖維/石墨烯填充對NR/BR硫化膠微觀性能影響
        3.1.5 小結(jié)
    3.2 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR混煉膠制品性能的影響
        3.2.1 實驗基本配方
        3.2.2 實驗儀器和設(shè)備
        3.2.3 試樣制備
        3.2.4 測試結(jié)果與分析
            3.2.4.1 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR硫化膠物理性能影響
            3.2.4.2 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR混煉膠硫化性能影響
            3.2.4.3 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR混煉膠動態(tài)流變性能影響
            3.2.4.4 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR硫化膠動態(tài)力學(xué)性能影響
            3.2.4.5 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR硫化膠分散度影響
            3.2.4.6 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR硫化膠微觀性能影響
            3.2.4.7 排膠溫度對填充石墨烯的NR/BR硫化膠導(dǎo)熱性能影響
        3.2.5 小結(jié)
4 拉伸型轉(zhuǎn)子設(shè)計及流場模擬
    4.1 拉伸型轉(zhuǎn)子設(shè)計
        4.1.1 拉伸型轉(zhuǎn)子研究的背景
        4.1.2 拉伸型轉(zhuǎn)子混煉原理
        4.1.3 拉伸型轉(zhuǎn)子三維模型
    4.2 拉伸型轉(zhuǎn)子流場數(shù)值模擬
        4.2.1 計算流體動力學(xué)
        4.2.2 POLYFLOW軟件的發(fā)展及應(yīng)用
        4.2.3 流場模擬的控制方程
            4.2.3.1 質(zhì)量守恒方程
            4.2.3.2 動量守恒方程
            4.2.3.3 能量守恒方程
        4.2.4 拉伸型轉(zhuǎn)子有限元網(wǎng)格的劃分
        4.2.5 流場模擬基本假設(shè)及初始條件
            4.2.5.1 流場分析基本假設(shè)條件
            4.2.5.2 流場參數(shù)及模型邊界設(shè)定
            4.2.5.3 流場參數(shù)設(shè)定
        4.2.6 模擬結(jié)果分析
            4.2.6.1 壓力場分析
            4.2.6.2 速度場分析
            4.2.6.3 黏度場分析
            4.2.6.4 混合指數(shù)分析
    4.3 本章小結(jié)
5 實驗結(jié)果分析
    5.1 實驗配方及方案
    5.2 實驗儀器和設(shè)備
    5.3 試樣制備
    5.4 測試結(jié)果與分析
        5.4.1 轉(zhuǎn)子構(gòu)型對NR/BR硫化膠物理性能影響
        5.4.2 轉(zhuǎn)子構(gòu)型對NR/BR硫化膠分散性能影響
        5.4.3 轉(zhuǎn)子構(gòu)型對NR/BR混煉膠動態(tài)流變性能影響
        5.4.4 轉(zhuǎn)子構(gòu)型對NR/BR混煉膠消耗最大功率影響
    5.5 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀研究生學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3749613