学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

淀粉/粘土/炭黑丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

作　者: 刘晓丽
导　师: 吴友平
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 淀粉 粘土 炭黑 胎面胶 性能
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 95次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


据文献报道,淀粉部分取代炭黑用做轮胎胎面,可改善材料的抗湿滑性能,但对耐磨性能和力学性能产生不利影响。粘土少量取代炭黑对耐磨性能和力学性能有利。本文研究了淀粉、粘土部分取代炭黑对胎面胶性能的影响。对比考察了两种不同的制备方法对淀粉/粘土/炭黑SBR复合材料(填料用量60phr)性能的影响,即同时共沉法和母胶法。同时共沉即淀粉糊、粘土悬浮液与橡胶乳液同时共混-共絮凝；母胶法即分别制备淀粉、粘土/SBR母胶,然后共混。结果表明,与纯炭黑体系相比,8phr淀粉、2phr粘土等量替代炭黑后,复合材料的抗湿滑性能提高,撕裂强度也略有提高,但却以定伸应力和耐磨性的大幅下降为代价,这与填料特性密不可分,填料替代份数过高也是一个重要因素。两种不同的制备方法相比,母胶法制得的复合材料综合性能较为优异。采用上述实验结果中综合性能较为优异的母胶法制备复合材料,同时降低淀粉、粘土取代炭黑的份数(淀粉、粘土总量5phr,填料总量60phr),调整两者的配比,考察对复合材料性能的影响。结果表明,与纯炭黑体系相比,淀粉、粘土的部分取代对抗湿滑性能有利,并且使得复合材料的撕裂强度和拉伸疲劳寿命显著提高；随着粘土并用量的增加,复合材料的定伸应力、耐磨性能有所提高,但并不明显。通过DMTA分析考察淀粉、粘土的部分取代对复合材料动态性能的影响。结果表明,淀粉用量较多的复合材料体系,在70℃附近出现损耗因子的峰值,这一点与其他填料不同,DSC曲线上并未发现在该温度范围出现异常。分别考察淀粉、粘土对复合材料性能的影响,填料用量为70phr。结果表明,与纯炭黑体系相比,少量淀粉(2phr)的加入,即导致材料定伸应力、耐磨性能的大幅下降,少量粘土(3phr)的加入,材料的各项性能亦有所下降,但下降较淀粉少。淀粉、粘土的加入均可提高材料的撕裂强度和抗湿滑性能。考察了采用直接共混法和乳液共沉法制备淀粉/丁苯橡胶复合材料的动态性能。RPA测试结果表明,两种制备方法制得的复合材料的损耗因子在应变较小时差别不大；应变较大时,乳液共沉法损耗因子高于直接共混法。DMTA的测试结果表明,与直接共混法不同的是,乳液共沉法制得的复合材料在温度较高的范围内(100℃)出现损耗因子的峰值,对该原因进行探讨。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-16
第一章 绪论  16-30
  1.1 课题来源  16
  1.2 课题简介  16
  1.3 绿色轮胎  16-20
    1.3.1 滚动阻力  17
    1.3.2 湿摩擦  17-18
    1.3.3 耐磨性能  18-19
    1.3.4 传统的橡胶补强剂及研究进展  19-20
  1.4 淀粉简介  20-26
    1.4.1 淀粉的结构和性质  21-22
    1.4.2 淀粉粒中水的作用  22-25
    1.4.3 淀粉在橡胶工业中的应用及进展  25-26
  1.5 粘土在橡胶中的应用  26-27
    1.5.1 粘土-聚合物乳液插层法  26
    1.5.2 粘土在橡胶中的应用  26-27
  1.6 淀粉、粘土橡胶复合材料的制备  27-28
  1.7 论文选题的目的、意义和创新  28-30
第二章 实验部分  30-38
  2.1 实验原材料及配方  30-32
    2.1.1 原材料  30
    2.1.2 实验配方  30-32
  2.2 实验设备及测试仪器  32
  2.3 实验工艺  32-34
    2.3.1 乳液共沉法制备淀粉/SBR母胶  32-33
    2.3.2 淀粉、粘土同时共沉复合材料的制备  33
    2.3.3 淀粉、粘土母胶法复合材料的制备  33
    2.3.4 乳液共沉法(LCM)和直接共混法(DCM)制备淀粉/SBR复合材料  33-34
  2.4 性能测试及表征方法  34-36
    2.4.1 硫化性能测试  34
    2.4.2 硫化胶的静态力学性能测试  34
    2.4.3 混炼胶、硫化胶的动态性能测试  34
    2.4.4 动态生热测试  34-35
    2.4.5 DSC测试  35
    2.4.6 磨耗性能测试  35
    2.4.7 硫化胶密度的测定  35
    2.4.8 磨耗面观察  35
    2.4.9 湿滑测试  35-36
    2.4.10 拉伸疲劳性能测试  36
  2.5 数据处理  36-38
第三章 结果与讨论  38-72
  3.1 不同的制备方法对复合材料性能的影响  38-45
    3.1.1 硫化特性及物理机械性能  38-39
    3.1.2 物理机械性能  39-40
    3.1.3 动态性能-RPA分析  40-42
    3.1.4 动态压缩生热  42-43
    3.1.5 磨耗性能  43-44
    3.1.6 抗湿滑性能  44-45
  3.2 淀粉、粘土不同配比对复合材料性能的影响  45-55
    3.2.1 硫化特性和物理机械性能  45-46
    3.2.2 动态性能  46-52
    3.2.3 抗湿滑性能和耐磨性能  52-54
    3.2.4 拉伸疲劳性能  54-55
  3.3 淀粉、粘土对复合材料性能的影响  55-61
    3.3.1 硫化特性  56
    3.3.2 物理机械性能  56-57
    3.3.3 RPA分析  57-59
    3.3.4 DMTA分析  59-61
    3.3.5 耐磨性能和抗湿滑性能  61
  3.4 淀粉对丁苯橡胶动态性能的影响  61-72
    3.4.1 不同加工方法对淀粉分散性的影响  62-64
    3.4.2 不同加工方法对淀粉/SBR的DMTA的影响  64-68
    3.4.3 复合材料高温损耗因子探讨  68-72
第四章 结论  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-80
研究成果及发表的学术论文  80-82
作者及导师简介  82-83
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  83-84

相似论文

  1. 稀土元素掺杂Ca3Co4O9与Ag复合材料的制备及热电性能,TQ174.1
  2. 含苯并噁唑新型半芳香聚酰胺的合成与表征,O633.5
  3. 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
  4. TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的制备及摩擦学性能,TB332
  5. 溶胶—凝胶AAO模板法制备ITO准一维纳米结构,TB383.1
  6. (ZrB2-ZrO2)/BN复合材料的反应热压烧结及其力学性能,TB332
  7. 粉末活性炭—超滤工艺处理微污染地表水试验研究,X703
  8. 液力减速器制动性能及用于飞机拦阻的仿真研究,TH137.331
  9. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  10. 功能配位聚合物的脲热合成、结构与表征,O631.3
  11. 马铃薯交联复合变性淀粉的制备研究,TS236.9
  12. Fe，V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  13. 堆石混凝土综合性能试验与温度应力研究,TU528
  14. 凝胶注模SiC-AlN复相陶瓷的制备工艺与性能研究,TQ174.62
  15. 铝铵基阳离子淀粉的制备及其在造纸中的应用,TS727
  16. ODPA/异构ODA共聚酰亚胺的合成及其性能研究,TQ323.7
  17. 超高分子量聚乙烯纤维抗蠕变性能研究,TQ342.61
  18. 应用基因组改组技术选育真菌α-淀粉酶高产菌株,TQ925
  19. 织物结构对无缝运动内衣面料性能影响的研究,TS941.15
  20. 精白保胚发芽米淀粉特性研究,TS235.1
  21. 无铅玻璃粉的制备及性能研究,TQ171.6

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
© 2012 www.xueweilunwen.com