论文部分内容阅读
天然橡胶因其良好的绝缘性、弹性、气密性等性质广泛地被运用于汽车轮胎、运输传送带、各种密封器件等,随着橡胶应用领域的不断发展,人们对于天然橡胶的力学性能及其功能性也提出了更高的要求。本文首先选用了爆轰纳米金刚石和纳米碳酸钙两种填料补强天然橡胶,运用胶乳共混工艺制备天然橡胶母胶,再经过密炼、硫化等工艺,成功制备出天然橡胶纳米复合材料。通过正交实验确定出制备天然橡胶纳米复合材料的最佳工艺条件为硫磺:促进剂=1:1、补强填料:天然橡胶=1:10、纳米金刚石:纳米碳酸钙=6:4、密炼温度=70℃。在此条件下制备的天然橡胶复合材料的拉伸强度为28.1 MPa,较纯天然橡胶提高了 836.7%;撕裂强度为31 KN/m,较纯天然橡胶提高了 55%;导热率为0.1907 W/(m·K),较纯天然橡胶提高了58.9%。本文继而利用胶乳共混工艺,分别以纳米碳酸钙、纳米金刚石为单一填料,纳米碳酸钙和纳米金刚石为复合填料,以天然橡胶为基体,制备出一系列天然橡胶纳米复合材料,并探讨了不同种类填料的填充量对天然橡胶纳米复合材料性能的影响。当纳米碳酸钙、纳米金刚石和复合填料的填充量都为5 wt%时天然橡胶复合材料具有最优的力学性能。此时复合材料的拉伸强度分别为27.3 MPa、26.2 MPa和27MPa,撕裂强度分别为35 KN/m、32KN/m和32KN/m,断裂伸长率和断裂功也都有大幅提升。当纳米金刚石和复合填料的填充量都为20 wt%时天然橡胶复合材料的导热率分别达到最大值。最后,本文运用了干法共混工艺,以纳米碳酸钙为单一填料,探究了纳米碳酸钙的填充量、偶联剂Si-69的使用量及密炼温度对天然橡胶纳米复合材料性能的影响。当纳米碳酸钙填充量为5 wt%时天然橡胶复合材料具有最优的力学性能,此时复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到最大值28.3 MPa和38 KN/m,分别较纯天然橡胶提高了 843%和90%。当偶联剂Si-69的使用量为5 wt%,密炼温度为80℃时,天然橡胶复合材料具有最优的力学性能。本文设计出一套完整新颖的胶乳共混工艺,制备出的天然橡胶纳米复合材料具有优异的力学性能并兼具一定的导热性能,为橡胶制备工艺提供了新的思路。