短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料在高低溫下的力學性能研究.pdf

1、短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料是由橡膠基體與短纖維以及氣體所組成的三相體系的新型復合材料，它是將短纖維作為增強體分散在橡膠基質中，使之與橡膠相互復合制成類似于聚合物共混體的補強性復合材料。這種材料能夠把橡膠的柔性和短纖維的剛性很好地結合在一起，從而賦予材料以高模量、高撕裂強度、優(yōu)良的壓縮彈性恢復率以及低伸長下的高應力等。 本論文首先從理論出發(fā)，分析了短纖維增強橡膠復合材料中基體與短纖維之間的應力傳遞，以及界面粘合及纖維之間的相互作用

2、對短纖維應力傳遞的影響。通過對短纖維應力傳遞機制的分析，進而對短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料的強度和模量進行了預測。最后對硫化橡膠在高低溫下的力學性能進行了分析。 本文按當前實際使用的基本原料、正規(guī)生產工藝，制備了不同短纖維加入量(纖維含量)、不同發(fā)泡率(不同體積重量)的樣品，進行了較廣泛溫度范圍(213K～398K)、不同性能的研究。系統(tǒng)測試并分析了短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料的基本性能以及高低溫下的力學性能。短纖維增強發(fā)泡橡膠復合

3、材料的基本性能主要包括尺寸穩(wěn)定性、表觀(體積)密度和邵氏硬度。通過試驗分析，可以得出：對于同一發(fā)泡率、不同纖維含量的短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料，隨著纖維含量的增加，沿長度、寬度方向的收縮率和表觀(體積)密度均隨之減小；而邵氏硬度值卻隨之增大；對于同一纖維含量、不同發(fā)泡率的短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料，隨著發(fā)泡率的增大，沿長度方向、寬度方向的收縮率隨之增大，而表觀(體積)密度、硬度均隨之減小。短纖維增強發(fā)泡橡膠復合材料高低溫下的力學性能主要

4、包括拉伸性能、彎曲性能以及壓縮性能。通過試驗分析，可以得出：在同一溫度下，增大短纖維含量和減小發(fā)泡率都使得材料的拉伸性能得到了增強；通過對不同溫度下的發(fā)泡橡膠復合材料的拉伸性能的研究可以得出，短纖維增強發(fā)泡橡膠的玻璃化轉變溫度在213K～233K之間；增大短纖維含量和減小發(fā)泡率均可以增強材料的彎曲性能；短纖維的加入同樣也明顯改善了橡膠發(fā)泡復合材料的壓縮性能。通過綜合比較可以看出，短纖維含量為5﹪，體積重量為730.16kg/m3的短纖維