纖維增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料在橡膠工業(yè)中占有非常重要的比重,二者之間粘合性能的好壞是決定橡膠制品安全性和使用壽命的關(guān)鍵。然而,由于高模量和表面惰性等因素,高性能纖維與橡膠基體的粘合效果并不理想。纖維增強(qiáng)橡膠的機(jī)理公認(rèn)應(yīng)力傳遞機(jī)理,傳統(tǒng)的間苯二酚-甲醛-膠乳（RFL）浸漬處理在纖維與橡膠之間構(gòu)筑了牢固的界面橋連接作用。RFL界面層作為纖維與基體連接的“紐帶”,對(duì)復(fù)合材料的物理、化學(xué)以及力學(xué)性能有著至關(guān)重要的影響。根據(jù)模量過(guò)渡理論,過(guò)渡區(qū)的模量應(yīng)介于纖維增強(qiáng)體與聚合物基體之間的適當(dāng)范圍,本課題選用在水相中具有良好分散效果的片層納米填料強(qiáng)化RFL浸漬體系,構(gòu)筑增強(qiáng)、增韌的界面來(lái)有效傳遞外加載荷,改變界面破壞模式,最終達(dá)到增強(qiáng)纖維橡膠復(fù)合材料界面粘合性能的目的。（1）研究使用層狀硅酸鹽填料蒙脫土（MMT）強(qiáng)化RFL浸漬體系。本文以尼龍66簾線為研究對(duì)象,成功制備了 MMT改性的RFL浸膠液并證明填料在浸膠液中具有良好的分散效果;使用FTIR、SEM、AFM等表征手段對(duì)纖維表面的浸漬效果進(jìn)行分析。結(jié)果表明:改性處理后的簾線附膠量和粗糙度隨MMT用量的增加而增加,但浸膠液仍能夠均勻的涂敷到纖維表面;簾線干... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１－３熱固化與溫度對(duì)粘合力的影響??Ｆｉｇｌ－３?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｃｕｒｉｎｇ?ａｎｄ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｏｎ?ａｄｈｅｓｉｏｎ??

成和結(jié)構(gòu)由原料??配比和表面處理工藝所決定，但它的結(jié)構(gòu)和性能與基體和增強(qiáng)體完全不同，作為連??接兩種物質(zhì)之間的“橋梁”，界面的性能直接決定了復(fù)合材料的宏觀性能的強(qiáng)弱。??關(guān)于纖維橡膠復(fù)合材料界面應(yīng)力傳遞以及粘合失效機(jī)理已經(jīng)有一系列比較成熟??的理論以及模型來(lái)解釋闡述，如Ｃｏｘ的界面載荷傳遞理論、界面常剪切應(yīng)力Ｋ－Ｔ模??型及界面內(nèi)聚力模型等［５４，５５Ｌ?Ｃｈｅｎｇ?［５６］等使用原子力顯微鏡表征基體／聚合物復(fù)合材??料的界面微觀納米力學(xué)性能，成功證明了界面模量梯度過(guò)渡效應(yīng)的存在，如圖１－５??所示。ＶａｌａｎｔｉｎＰｌ等使用納米壓痕技術(shù)表征了從纖維到橡膠基體的界面模量過(guò)渡情??況，進(jìn)一步印證了模量過(guò)渡理論。??Ｉ－，—??Ｚ?‘????Ｉ?？Ｓ?慕?＊＊?Ｔ加制－丨丨ｗ??辦－?．?？＿?．１??圖１－５界面模量過(guò)渡ＡＦＭ示意圖ｌ５６】??Ｆｉｇ．１－５?ＡＦＭ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｍｏｄｕｌｕｓ?ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ??基于界面應(yīng)力傳遞機(jī)理，纖維／橡膠界面粘合過(guò)渡層的模量應(yīng)介于纖維與基體的??模量之間的適當(dāng)范圍，這種梯度界面層的存在形成多尺度界面效應(yīng)，不僅能夠有效??傳遞外加應(yīng)力，而且能夠改變界面破壞模式。Ｚｈａｎｇｓ％等發(fā)現(xiàn)在碳纖維和樹(shù)脂基體??界面層添加０．５％多壁碳納米管，其層間剪切粘合強(qiáng)度增加２５．９％。芳綸纖維表面經(jīng)??過(guò)功能化處理后涂覆一層氧化鋅納米線溶液，它能夠與纖維和基體分別產(chǎn)生界面相??互作用，雙界面相的形成使樹(shù)脂基復(fù)合材料的界面粘合強(qiáng)度提高了?５１％?［６Ｇ］。Ｗｅｉ??ｆａｎ［６１ｌ等使用納米材料石墨烯片層ＧＮ改善了碳纖維／環(huán)氧樹(shù)脂分層復(fù)合

（ｐｈｙｌｌｏｓｉｌｉｃａｔｅ?ｍｉｎｅｒａｌ）是層間含水的天然桂酸鹽礦物的聚合體，??它的組成結(jié)構(gòu)單元包括硅氧四面體和鋁氧八面體兩部分。根據(jù)兩個(gè)結(jié)構(gòu)層排列方式??的不同，層狀硅酸鹽可分為２：?１型層狀硅酸鹽和ｈ?１型層狀硅酸鹽。??蒙脫土屬單斜晶系，ａ〇＝０．５１７ｎｍ，ｂ〇＝０．８９４ｎｍ，ｃ〇＝１．５２ｎｍ，Ｐ的０。，Ｚ＝２［７３］，是??由硅氧四面體片層和鋁氧八面體片層在ｃ軸方向上以２：１的比例發(fā)展構(gòu)成的層狀硅??酸鹽礦物，片層厚度約為Ｉｒａｎ，長(zhǎng)和寬約為１００ｎｍ［７４ｌ，如圖１－６所示。蒙脫土鋁氧??八面體中的三價(jià)鋁離子容易被Ｆｅ２＋、Ｚｎ２＋、Ｌｉ＋等所置換，根據(jù)所吸附陽(yáng)離子的不同可??以將蒙脫土分為鈉基蒙脫土，鈣基蒙脫土等。蒙脫土層間以范德華力結(jié)合，鍵能較??弱，水和其他極性分子容易進(jìn)入層間，使得層間距（ｃｏ）增大，因此，蒙脫土晶格??具有膨脹性。此外，蒙脫土顆粒細(xì)小，當(dāng)水完全進(jìn)去層間后，蒙脫土在水介質(zhì)中呈??膠體狀態(tài)；同時(shí)，它能與溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生交換，如：??Ｎａ－ＭＭＴ＋ＮＨ４＋＝ＮＨ４－ＭＭＴ＋Ｎａ＋，研究者們利用這一性質(zhì)，使用季銨鹽類、氨基酸、??偶聯(lián)劑類等對(duì)蒙脫進(jìn)行有機(jī)改性，以實(shí)現(xiàn)在聚合物中的良好分散。綜上所述，蒙脫??土具有以下幾種特性：晶格置換性，電負(fù)性，離子交換性，吸水膨脹性和水懸浮性??［７５］。正是因?yàn)檫@幾種性質(zhì)，使得蒙脫土成為應(yīng)用最廣泛的材料之一。??公換竹：陽(yáng)離子，”Ｈ：〇?＾?；??圖１－６蒙脫土結(jié)構(gòu)示意圖??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]錦綸浸膠工藝開(kāi)發(fā)及優(yōu)化[D]. 沈琦.華東理工大學(xué) 2012



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