纳米复合陶瓷材料的增韧补强机理研究进展

纳米复合陶瓷材料可以极大地提高抗弯强度和断裂韧性。综述了目前相关的增韧补强机理的研究情况 ,主要包括基体晶粒的细化及由沿晶断裂向穿晶断裂模式的转变 ,热处理对微裂纹的愈合作用 ;指出了研究中尚需解决的问题。

丁苯橡胶/高岭土复合材料的性能及补强机理

将经过有机改性的高岭土填充到丁苯橡胶(SBR)基体中,利用熔融共混法制备了一系列SBR/高岭土复合材料,对填充SBR复合材料的硫化性能、力学性能和微观结构进行了表征分析。结果显示,改性高岭土填料可以明显改善SBR复合材料的硫化加工性能和力学性能,其中M-6改性剂(巯基硅烷偶联剂)的改性效果最好。随着高岭土粒度的降低,SBR复合材料的焦烧时间(t10)和正硫化时间(t90)逐渐缩短,拉伸强度和定伸模量不断提高;随着高岭土填充份数的增加,SBR复合材料的t10和t90逐渐降低,力学性能不断改善,当填充份数为80 phr时,t10和t90达到最小值,而拉伸强度达到19.62 MPa,撕裂强度达到40.63 kN/m,300%定伸应力达到6.73 MPa,相对纯SBR分别增大了11.70倍、3.79倍和6.73倍。通过对丁苯橡胶/高岭土复合材料微观结构的表征分析,高岭土以片状结构均匀分散在橡胶基体中,初步解释了高岭土填料对丁苯橡胶的补强机理。

影响加筋土补强机理主要因素的试验研究与分析

以往关于加筋土的文献中 ,对影响加筋土强度特性的加筋率、伸长应变两个主要因素进行了简单探讨 ,但并没深入研究与分析。本文从加筋土补强机理出发 ,对其进行了试验研究与分析 ,得出了加筋土结构中加筋率与伸长应变两个主要因素对其强度特性的影响规律。

基于傅里叶红外光谱的钢渣代炭黑环保型复合橡胶的补强机理及性能研究

以铁水脱硫渣作为研究对象,利用铁水脱硫渣作为橡胶填料取代部分炭黑与丁苯橡胶进行复合,制备铁水脱硫渣/丁苯橡胶。利用多种方法测试铁水脱硫渣/丁苯橡胶的性能,采用傅里叶变换红外光谱仪测试硫化过程中不同阶段铁水脱硫渣的结构组成。结果表明:利用铁水脱硫渣部分替代炭黑,可达到补强效果与降低补强剂成本的目的。铁水脱硫渣/丁苯橡胶的正硫化时间(t_(90))为25.08 min,其焦烧期为0~15min、热硫化期15~25min和硫化平坦期25~45min。在焦烧期铁水脱硫渣可以提供碱环境,利于增加丁苯橡胶流动性;在热硫化期与硫化平坦期,铁水脱硫渣中Ca_2SiO_4能够持续加速发生水化反应生成C—S—H凝胶,达到对丁苯橡胶补强的效果。另外,铁水脱硫渣可以避免铁水脱硫渣/丁苯橡胶过硫化期的出现。

聚酯短纤维/CR复合材料补强机理的研究

以不同直径、相同长径比的聚酯短纤维补强CR复合材料为研究对象 ,采用扫描电子显微镜观察、应力 应变曲线分析等手段 ,研究了复合材料的补强机理及破坏形式。结果发现 ,屈服强度由薄弱界面的剪切强度决定 ,而界面的剪切强度则取决于界面粘合、短纤维长度、直径以及含量等因素 ;拉伸过程中复合材料的界面按照剪切强度由小到大的顺序分段依次被破坏直至断裂 ;短纤维含量较低时 ,其拉伸强度主要由短纤维拔出后的基体承担 ,同时受应力集中影响很大 ,短纤维含量较高时断裂强度则更接近于屈服强度。

纳米SiO_2填充硅橡胶的补强机理研究进展

简单介绍了纳米SiO2的表面化学性质及其粒子的聚集状态;归纳了物理吸附作用、氢键作用方式及共价键结合方式等基本的纳米SiO2与硅橡胶的作用方式;以纳米SiO2-纳米SiO2、纳米SiO2-硅橡胶的不同作用为基础列举了键合胶、复合团聚体及互穿网络模型等几种补强模型,并总结了其在补强过程中发挥的作用,从而对其补强机理研究进展进行更为详细的概括和介绍。

橡胶纳米复合材料微观结构与补强机理

高弹性橡胶纳米复合材料的微观结构与补强机理长期以来备受关注。因界面相互作用复杂,纳米粒子在橡胶基体中形成团聚体甚至网络化结构,橡胶分子在粒子表面形成玻璃化层或受限层并在粒子间形成桥连链,使得微观结构和分子动力学呈现多层级杂化现象。文中综述了材料微观结构、分子动力学和补强效应研究现状和最新进展,分析研究结果之间的矛盾和补强理论的争议;指出今后研究的重点应以橡胶基体黏弹性为基础,系统研究纳米粒子对橡胶分子动力学行为的影响,建立微观效应结构-补强效应关系。

炭黑填充橡胶补强机理的研究进展

综述了几种常见模型及机理的研究现状和进展,重点介绍了结合胶双层结构模型、流体动力学模型和广义自洽模型的最新研究进展。

新型陶瓷刀具材料JX－2－Ⅰ组合增韧补强机理的实验研究

本文研究了新型陶瓷刀具材料ＪＸ－２－Ⅰ（Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＳｉＣｐ／ＳｉＣｗ）的力学性能，同Ａ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）、ＡＰ（Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＳｉＣｐ）、ＡＷ（Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＳｉＣｗ）和Ｊｘ－１（Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＳｉＣｗ）材料相比，ＪＸ－２－Ⅰ具有较高的抗弯强度（σ＿（ｂｂ））和断裂韧性Ｋ＿（Ｉｃ）；研究结果表明，在ＪＸ－２－Ⅰ陶瓷刀具材料中确实存在增韧补强的协同作用，陶瓷刀具材料ＪＸ－２－Ⅰ的主要增韧机理是界面解离、裂纹偏转和晶须拔出。

废旧钢丝错体再制造工程翻新轮胎工艺及补强机理

为了提高工程翻新轮胎的承载及抗刺爆性能,利用废旧子午线轮胎钢丝作为补强体,采用镀层法,通过废旧钢丝表面镀铜-镀锌处理,设计了废旧子午线轮胎钢丝错体再制造工程翻新轮胎生产工艺,主要包括局部修复与补强工程子午线轮胎钢丝帘线断裂层工艺、旧胎体层与翻新胎面胶层之间补强一层子午线废旧轮胎钢丝帘布层工艺.分析了废旧子午线轮胎钢丝错体再制造工程翻新轮胎补强作用机理,有效实现了废旧钢丝与轮胎橡胶的黏合,并对错体再制造工程翻新轮胎技术优势进行了分析,采用模硫化法对26.5R25全钢工程机械子午线旧轮胎进行了错体再制造翻新生产.结果表明,废旧钢丝错体再制造工程翻新轮胎承载能力和抗刺爆能力大大增强,其使用寿命为同型号普通翻新轮胎的1.2倍,接近同型号新轮胎的使用寿命,综合性能表现良好.

填料在聚合物基质中补强机理的探讨

填料与聚合物基质发生物理／化学相互作用的能力，是衡量其补强性能的重要指标。决定橡胶材料中补强作用的有四种不同的机理，即流体力学效应、橡胶．填料相互作用、吸留橡胶及填料的网络化。尽管橡胶通过活性填料补强是已普遍公认的现象，但是“补强”这一术语并未得到十分精当的阐释。

橡胶复合材料补强机理研究进展

炭黑、白炭黑等填料粒子的加入可以提高橡胶的模量、强度、耐磨性、抗撕裂性等。综述了橡胶复合材料的补强机理,包括流体动力学效应、填料-填料相互作用、填料-橡胶相互作用和聚合物网络效应,最后对橡胶复合材料补强机理研究中的发展与挑战进行了展望。

晶须补强复合材料机理的研究

介绍了晶须补强复合材料的机理,补强机理主要包括:负荷传递、拔出效应、界面解离;讨论上了界面性质、晶须性能对机理的影响;并展望了今后的研究方向。

橡胶纳米补强中的逾渗机理和界面相互作用的研究

对不同类型炭黑补强SBR拉伸强度的研究表明,炭黑补强SBR中存在着类似于橡胶增韧塑料的逾渗现象,由此提出橡胶补强临界间距的新概念,并讨论其影响因素。对于炭黑补强SBR体系,存在的一个最大临界粒径(原生粒子直径)为80 nm左右。提出了界面相互作用和最小补强粒子尺寸等橡胶补强设计上的新观点。通过计算机模拟,在分子水平上对橡胶和纳米颗粒间的界面相互作用进行了深入研究,结果表明即使在很强的界面作用(氢键范围)情况下,靠近颗粒表面的分子链仍然具有一定的活动性,在界面处能发生吸附-脱附的过程。从热力学和动力学的角度阐述了在颗粒的表面不太可能形成橡胶玻璃化壳层。

粉煤灰改性及作橡胶补强填料机理研究

通过化学成分分析、粒度分析、X射线衍射、SEM分析等方法,研究了粉煤灰的性质,并对粉煤灰进行化学改性,对改性后粉煤灰的吸油值进行测试和分析,优选出2号改性粉煤灰,利用该改性粉煤灰代替白炭黑作橡胶补强材料,制品拔出力高于国标和企业标准,并对其进行了补强机理研究。

改性针状硅酸盐补强SBR的机理研究

研究采用过氧化物硫化体系时几种硅烷偶联剂改性针状硅酸盐(FS)/SBR复合材料的物理性能,并详细探讨硅烷偶联剂改性FS补强SBR的机理。结果表明,采用过氧化物硫化体系,硅烷偶联剂KH-570改性FS补强SBR效果较好;硅烷偶联剂一端含有的烷氧基可以与FS表面的活泼羟基反应形成Si—O—Si,另一端含有的有机官能团可以与SBR大分子发生缠绕或反应,提高FS与SBR间的界面结合作用,同时改善FS在SBR基体中的分散性,因此硅烷偶联剂改性FS对SBR的补强性能优良。

纳米微粒补强橡胶机理研究分析

通过纳米微粒补强橡胶的研究分析和对相关文献的总结,提出已有的补强理论,特别是当前Payne效应,不能解释的问题,针对这些问题,给出了新的纳米微粒补强橡胶的补强机理和Payne效应的解释。纳米微粒补强橡胶的根本原因是由于纳米效应在纳米微粒表面形成了一层玻璃态结构的"结合胶",结合胶内部的结构直接影响应力的传递效率;而Payne效应产生的原因则是由于结合胶收到较大的剪切力发生分子链解纠缠引起的模量快速下降。

一个橡胶补强的新观点

提出一个观点:在橡胶中填料之间相互作用的强弱可直观地用填料粒子间作用距离的不同来表示,同一种填料体系中,颗粒间存在着由强到弱的多级相互作用,这种多级相互作用距离服从正态分布,橡胶在外力作用下的应力-应变行为和动态性能均与填料颗粒间作用距离在外界应力作用下的变化有关。以此观点为基础,可细致分析并很好地解释应力-应变曲线中应力上翘现象、不同粒径的填料对橡胶材料模量的影响、填充橡胶的伸长率比纯胶大的现象、橡胶材料的疲劳生热问题、周期应力作用下滚动阻力测试中的温升现象以及炭黑补强橡胶的Payne效应。

沸石补强硅酮建筑密封胶的应用

考察了用沸石和焙烧沸石作为补强剂用于制备硅酮建筑密封胶的工艺过程,分析了粉体用量对密封胶热稳定性、拉伸强度、断裂伸长率、干燥时间的影响;用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸-脱附等温测试(BET)和脱附孔径测试(BJH)方法对沸石和焙烧沸石的微观形貌、物相、比表面积、孔容和孔径进行了表征;研究结果表明,它们是一种具有多孔结构的铝硅酸盐矿物,主要成分分别为KNa2Ca2(Si29Al7)O72和K(Si3Al)O8,孔径分别为10.68 nm和14.02 nm,孔体积分别为0.465 5 mL/g和0.587 1 mL/g,比表面积分别为153.6 m2/g和191.4 m2/g,孔径分布宽、孔体积和比表面积大有利于补强,焙烧沸石的补强性优于沸石,揭示了它们的补强作用是硅烷偶联剂表面改性、孔道效应和锚固效应共同作用的结果。