碳纖維-橡膠復(fù)合材料的制備及其結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、碳纖維因?yàn)榫哂懈弑饶Ａ俊⒏弑葟?qiáng)度、高導(dǎo)熱及耐腐蝕，熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)引起越來越廣泛的關(guān)注。碳纖維主要被添加在樹脂和熱塑性塑料基體中做為骨架材料或增強(qiáng)材料使用，而在橡膠中的應(yīng)用研究相對少得多。由于橡膠大多是熱的不良導(dǎo)體，如果通過提高硫化橡膠制品的導(dǎo)熱性從而能及時(shí)將制品內(nèi)部因損耗產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出去，避免其因熱氧老化導(dǎo)致制品壽命縮短一直是很多研究者的興趣點(diǎn)。但是由于碳纖維的表面光滑，且惰性很高，所以碳纖維與橡膠基體間的界面結(jié)合強(qiáng)度很弱，一般通過

2、對碳纖維表面改性來提高兩者間的界面作用力。
　　鑒于此，本論文針對瀝青基短纖維分別采用濃硝酸氧化，臭氧處理，高溫氧化三種方法對瀝青基短切碳纖維進(jìn)行表面處理，然后分別配合到天然橡膠(NR)和丁腈橡膠(NBR)中，并對不同改性方法對碳纖維本體結(jié)構(gòu)及混煉膠的加工性能，硫化膠的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性等性能的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并通過橡膠加工分析儀（RPA），掃描電子顯微鏡分析(SEM)，熱失重分析儀(TGA)，動態(tài)力學(xué)分析(DMA)，導(dǎo)熱儀等儀

3、器對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行表征分析。
　　結(jié)果表明，加入5phr酸化3小時(shí)，臭氧處理3.5h和高溫氧化處理320min碳纖維的硫化膠的拉伸強(qiáng)度比未添加碳纖維的硫化膠分別提高了11.9％，13.2％和16.9％;5phr碳纖維就能將NR硫化膠的起始熱失重溫度提高10℃左右。隨著碳纖維用量的增加，硬度和導(dǎo)熱率都明顯增加;DMA測試發(fā)現(xiàn)，G'明顯增大，tanδmax規(guī)律降低而高彈態(tài)的tanδ則相反。隨著碳纖維用量的增加，NBR/CF硫化膠的拉伸強(qiáng)