低填充量不同尺寸和形状纳米填料的天然橡胶和丁苯橡胶纳米复合材料的力学性能(一)  

作　　者：李献文(编译) 

机构地区：[1]不详

出　　处：《现代橡胶技术》2024年第1期26-38,共13页Advanced Rubber Technology

摘　　要：纳米填料增强橡胶是近年来备受关注的一个课题。本研究比较了低填充量不同拓扑结构的纳米填料[例如球形(炭黑和白炭黑)、纤维状(碳化硅纳米纤维、碳纳米管)和片状(纳米粘土、膨胀石墨和石墨烯)]在两种不同的二烯系橡胶[天然橡胶(NR)和丁苯橡胶(SBR)]中的增强效果。通过添加3质量份较高比表面积的片状纳米石墨烯,NR的拉伸强度提高了88%,SBR的拉伸强度提高了57%。在NR和SBR中,这些体系的门尼-里夫林常数(C)也随着填料填充量的变化而增加。利用管状模型对复合材料进行了分析,结果表明,较高断面高宽比的填料会限制橡胶链的移动,从而导致管径减小。纳米填料的加入会导致复合材料出现更高的滞后损失,这表明它们具有更高的能量耗散能力。我们发现,由于渗透填料网络的形成,复合材料产生较高的佩恩效应,这还伴随着损耗模量的弱应变超调。动态力学分析表明,在低温或室温下,复合材料的储能模量显著增加。已经观察到复合材料的tan8与交联密度的相关性下降。

关 键 词：佩恩效应 纳米填料 弹性模量 滞后损失 非线性粘弹特性 

分 类 号：TQ3[化学工程]