短纖維徑向取向增強(qiáng)橡膠制品成型機(jī)理和方法的研究.pdf

1、隨著高分子材料需求的日益增加，不同功能的高分子復(fù)合材料及其制品得到了充分發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中。而隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)汽車輪胎提出了全面高性能化的要求。如果在膠料中添加短纖維，并利用各種方法使短纖維沿徑向方向取向，能明顯地提高輪胎的整體性能，使其具有高抗撕裂、低磨耗與低滾動(dòng)摩擦等特性，還能提高輪胎的整體剛性，使汽車的平衡操縱性、乘坐舒適性及輪胎耐磨性均得以提高，已引起人們的高度重視。
　　本文設(shè)計(jì)出一種分流式共擠

2、取向機(jī)頭，意在使短纖維增強(qiáng)橡膠制品擠出過(guò)程中將下取向定型流道段與上取向定型流道段的膠料共擠擠出，進(jìn)而使上方膠料中的短纖維通過(guò)濾板孔豎直“注射”在下取向定型流道段膠料中，從而使短纖維沿徑向取向。本文完成了以下工作：
　　第一，查閱了國(guó)內(nèi)外與短纖維增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料相關(guān)的文獻(xiàn)；研究探討了短纖維增強(qiáng)橡膠制品在注射成型擠出過(guò)程中短纖維的取向機(jī)理，研制出了分流式共擠取向機(jī)頭，該機(jī)頭能通過(guò)對(duì)膠料進(jìn)行共擠注射來(lái)實(shí)現(xiàn)短纖維的徑向取向。
　　第

3、二，用 ADINA有限元分析軟件對(duì)流道構(gòu)型的主要因素和分流式共擠取向機(jī)頭流道結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析；對(duì)全充滿流道的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、速度矢量進(jìn)行了模擬，通過(guò)模擬結(jié)果分析機(jī)頭流道構(gòu)型和取向機(jī)頭流道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)膠料中短纖維徑向取向的影響，同時(shí)也更形象更直觀地表達(dá)了流道的構(gòu)型和分流式共擠取向機(jī)頭流道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)物料在流道內(nèi)流動(dòng)的影響。
　　第三，本文對(duì)短纖維徑向取向進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究；在相同實(shí)驗(yàn)條件下利用所設(shè)計(jì)的分流式共擠取向機(jī)頭與普通擠出機(jī)頭

4、進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了DMA測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分流式共擠取向機(jī)頭擠出的復(fù)合膠料質(zhì)量更高；對(duì)分流式共擠取向機(jī)頭進(jìn)行正交參數(shù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了極差分析；通過(guò)對(duì)分流式共擠取向機(jī)頭進(jìn)行擠出工藝和機(jī)頭流道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到了分流式共擠取向機(jī)頭的最佳工藝和機(jī)頭流道結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　第四，通過(guò)高精度X射線三維顯微鏡，對(duì)膠料中的聚酯纖維進(jìn)行三維重構(gòu)，并結(jié)合MATLAB數(shù)學(xué)方法對(duì)膠料中聚酯短纖維的取向角和取向度做了定量表征，解決了聚酯纖維難