CNT复合硫化丁苯橡胶摩擦特性分子动力学模拟

碳纳米管材料可显著提高橡胶材料的物理、化学性能。建立硫化丁苯橡胶和碳纳米管-硫化复合丁苯橡胶的分子动力学模型,探究碳纳米管和硫化联合作用下丁苯橡胶材料的摩擦学特性。结果表明:碳纳米管-硫化丁苯橡胶能有效提高丁苯橡胶的玻璃态转变温度、刚度和抗剪切性能,降低摩擦因数,并在剪切作用过程中限制橡胶原子向接触界面移动,减小界面接触面积、降低界面温度,提高丁苯橡胶的摩擦学性能。

石墨烯复合硫化丁苯橡胶摩擦学性能模拟分析

建立硫化丁苯橡胶和石墨烯复合硫化丁苯橡胶两种材料的分子动力学模型,分析石墨烯复合硫化丁苯橡胶的摩擦学性能,研究石墨烯和硫化交联共同作用对丁苯橡胶摩擦特性的影响。结果表明,石墨烯的引入能够降低丁苯橡胶分子链的活动性,提高硫化丁苯橡胶的刚性,阻止橡胶原子向摩擦界面移动,降低摩擦界面处的温度,减缓橡胶机械性能的恶化,从而提高硫化丁苯橡胶的抗剪切性能和摩擦特性。

不同工况下软质丁苯橡胶轮表面磨损颗粒的产生量及磨损机理

采用自行设计的摩擦磨损试验机,研究了磨损时间、载荷、滚动速度、相对湿度对软质丁苯橡胶轮表面产生的磨损颗粒数量和橡胶轮温度的影响,分析了不同工况下的磨损机理;采用正交试验分析了各因素的影响程度。结果表明:磨损颗粒随磨损时间和载荷的增加而增多,随滚动速度和相对湿度的增大而减少;粒径为2.5μm的磨损颗粒数量和橡胶轮温度随各种因素的变化趋势相同,可通过温度的变化预测磨损小颗粒的产生量;低载荷下的磨损方式为疲劳磨损,高载荷下为疲劳磨损和磨粒磨损;各因素影响程度的大小顺序为载荷、滚动速度、相对湿度、对磨轮种类;载荷为100 N、滚动速度为8 m·s^(-1)、相对湿度为60%、对磨轮为水泥轮时,磨损颗粒数量最少。

碳纳米管对丁苯橡胶摩擦学性能的影响研究

碳纳米管作为填料,可以有效提高橡胶材料的摩擦学性能。采用分子动力学模拟方法研究碳纳米管对丁苯橡胶摩擦学性能的影响。在研究中,建立纯丁苯橡胶和碳纳米管丁苯橡胶两个无定型模型,优化橡胶分子内部构象。为分析摩擦学性能,建立铁原子层对摩副摩擦模型,对铁原子层施加一定的速度实现滑动摩擦。研究结果显示,纯丁苯橡胶的摩擦因数为0.77,碳纳米管丁苯橡胶的摩擦因数为0.628。碳纳米管可以增强对附近分子链的吸附,限制分子链向摩擦界面运动,使摩擦界面的原子浓度降低,减小粘附摩擦,减轻与对摩副的相互作用,减小摩擦界面温升,从而提高橡胶材料的摩擦学性能。