天然橡膠填充白炭黑的抗裂紋生長(zhǎng)機(jī)理.pdf

1、本文利用帶有橡膠裂紋生長(zhǎng)速率測(cè)試功能的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析儀，配合顯微型超高速攝像儀，對(duì)天然橡膠填充白炭黑材料進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了材料從微米到毫米級(jí)的裂紋尖端形態(tài)演變分析，并對(duì)材料的性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)合裂紋生長(zhǎng)規(guī)律與裂紋尖端結(jié)構(gòu)失效分析的相關(guān)研究與理論，利用一種全新的思路，從另外一種角度出發(fā)，具體研究了天然橡膠填充白炭黑以及天然橡膠填充改性白炭黑在疲勞負(fù)荷下的開(kāi)裂形態(tài)的產(chǎn)生與生長(zhǎng)機(jī)理。具體研究如下:
　　通過(guò)對(duì)白炭黑填充天然橡

2、膠復(fù)合材料在不同撕裂能條件下裂紋尖端形態(tài)的實(shí)時(shí)追蹤、斷裂面形貌表征以及裂紋生長(zhǎng)速率的測(cè)定，分析了不同份數(shù)的白炭黑填充天然橡膠的裂紋生長(zhǎng)，研究發(fā)現(xiàn)天然橡膠填充白炭黑橡膠復(fù)合材料在循環(huán)應(yīng)力載荷下其裂紋尖端的韌帶趨于均勻，且尺寸逐漸減小，橡膠裂紋生長(zhǎng)速率明顯下降。
　　由于白炭黑自身的一些缺陷，本文中對(duì)硅烷偶聯(lián)劑雙[γ-三乙氧基硅）丙基]四硫化物（TESPT）改性白炭黑填充到天然橡膠中對(duì)橡膠復(fù)合材料的影響，結(jié)合結(jié)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析

3、和裂紋尖端形貌分析，我們發(fā)現(xiàn)，硅烷偶聯(lián)劑的加入可以改善橡膠與白炭黑的界面相容性，延長(zhǎng)橡膠復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量平臺(tái)區(qū)，提高橡膠與填料的相互作用，改善白炭黑與天然橡膠界面的相容性，從而促進(jìn)填料在橡膠基體中的分散，提高橡膠復(fù)合材料的抗裂紋生長(zhǎng)能力。
　　為了克服硅烷偶聯(lián)劑的諸多缺點(diǎn)（污染環(huán)境、穩(wěn)定性差等），本課題提出了一種改性白炭黑的新方法，即官能化液體異戊橡膠（FLIR）改性白炭黑，通過(guò)對(duì)比研究我們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)LIR的參與提高了白炭黑在橡膠