界面特性對硅橡膠力學行為的影響.pdf

1、復合材料由基體相、增強相以及界面相三部分構成，通過界面使增強材料與基體結合為一個整體并產生復合效果，界面相的結構和性質對復合材料的性能起著關鍵的作用。硅橡膠是一種性能優(yōu)異的特種橡膠材料，但是只有補強后才具有應用價值，所以在硅橡膠體系中，界面效應具有很高的研究價值。
　　以目前最成熟的界面理論——化學鍵理論和浸潤性理論為指導，通過在硅橡膠基體中加入未改性多壁碳納米管(MWNTs)、羥基化MWNTs、羧基化MWNTs，利用超高速剪切分

2、散的方法，制備了具有不同界面特性的硅橡膠復合材料。
　　在硅橡膠基體內引入MWNTs后，復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率及拉伸模量都有大幅度提高，其中，未改性MWNTs對拉伸強度及斷裂伸長率增強效果最好，其次是羧基化MWNTs，羥基化MWNTs的效果最差;羧基化MWNTs對拉伸模量的提高最為顯著，其次是羥基化MWNTs，未改性MWNTs的效果最差。
　　不同界面特性硅橡膠的紅外光譜（IR）、X光電子能譜(XPS)及動態(tài)力學分析

3、(DMA)的研究結果表明本實驗體系中界面作用強弱順序為:羧基化MWNTs/硅橡膠＞羥基化MWNTs/硅橡膠＞未改性MWNTs/硅橡膠，即增強界面物理作用的效果好于增強界面化學作用的效果，都顯著強于未改性MWNTs/硅橡膠，這與拉伸模量的變化規(guī)律相符。
　　利用原子力顯微鏡(AFM)觀察三種界面特性硅橡膠復合材料的界面形貌發(fā)現(xiàn)，本實驗體系中界面分散狀態(tài)優(yōu)劣順序為:未改性MWNTs/硅橡膠＞羧基化MWNTs/硅橡膠＞羥基化MWNTs/

4、硅橡膠，這與拉伸強度及斷裂伸長率的變化規(guī)律相符，即界面分散狀態(tài)好的制品，拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能較好。
　　在三種不同界面特性復合材料的電阻率研究中發(fā)現(xiàn):電阻率可以作為衡量未改性MWNTs/硅橡膠和羥基化MWNTs/硅橡膠界面相體積變化的參數，但無法適用于含電負性較大基團的硅橡膠體系如羧基化MWNTs/硅橡膠。
　　碳纖維(CF)/硅橡膠的實驗表明:當填料尺寸較小時，界面作用較強，增強效果較好;納米粉末硅橡膠/硅橡膠復