检索结果-南通市图书馆

作者：杜珩北京化工大学

学位级别：硕士

相对于表面平整的薄膜材料,多孔薄膜材料具有更大的比表面积,对于大分子、纳米粒子等有很强的吸附作用,对与不同的分子也具有选择透过作用。因此,研究多孔膜的制备方法对于分离膜、生物工程、药物释放、传感器等领域具有重要价值。本论... 详细信息

相对于表面平整的薄膜材料,多孔薄膜材料具有更大的比表面积,对于大分子、纳米粒子等有很强的吸附作用,对与不同的分子也具有选择透过作用。因此,研究多孔膜的制备方法对于分离膜、生物工程、药物释放、传感器等领域具有重要价值。本论文中,研究了种制备复合成分薄膜的方法,通过选择性地光交联,使得复合多层膜中的不同部分产生稳定性差异,最终构筑了一种具有多孔结构的薄膜。首先,我们用两种正电荷的聚电解质(PAH与PEI)与一种负电性的聚电解质(PSS)作为构筑基元,聚电解质之间依靠静电引力吸附在基底表面,形成表面平整的多层膜。随后,将这种预先制备的多层膜用光化学交联法交联：在紫外光的激发下,一种光敏性的交联剂(DAS)可以选择性地将PAH和PSS聚电解质交联,使二者形成稳定的共价键,而另一种聚电解质PEI不能被这种交联剂交联,因此在多层膜中形成了稳定性存在差异的不同部分。最后,我们将经过交联处理的多层膜浸泡在碱性的溶液中,碱性的环境能够改变聚电解质的电离状态,破坏未发生交联的聚电解质之间的静电引力,使之从多层膜上脱落,在多层膜中形成原位的缺陷结构;而由于交联产生的共价键能在碱溶液中保持稳定,从而能够在基底上保留下来,因此形成了稳定的多孔结构薄膜。随后我们对多孔膜对离子的渗透性和表面形貌做了近一步的研究。

关键词：多孔膜选择性光交联交替层状组装稳定

深海油气输送用柔性管关键构件设计及强度分析

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深海油气输送用柔性管关键构件设计及强度分析

作者：王刚北京化工大学

学位级别：硕士

目前,我国石油、天然气输送主要依靠钢制管道,由于金属管线的腐蚀问题日益突出,如果出现泄漏事故不仅会影响安全生产,而且会造成不可估量的财产损失以及环境污染。由此衍生出非金属管道的研究与应用。特别是针对复合柔性管道的研究引起... 详细信息

目前,我国石油、天然气输送主要依靠钢制管道,由于金属管线的腐蚀问题日益突出,如果出现泄漏事故不仅会影响安全生产,而且会造成不可估量的财产损失以及环境污染。由此衍生出非金属管道的研究与应用。特别是针对复合柔性管道的研究引起了世界各国的重视,柔性管由于具有柔软的结构,与刚性管相比其安装和回收更便捷,较长的制造长度可减少连接配件和端部配件的使用。因此本文选择热塑性玻纤增强柔性管作为研究对象,对其管体强度、接头结构、装配工艺、专用接头强度、管体在位强度等开展一些基础研究,具体研究工作如下:(1)依据热塑性玻纤增强柔性管设计指标及使用环境,确定其内衬层与外保护层材料为高密度聚乙烯,厚度均为6mm,增强层材料为玻璃纤维带,厚度为24mm;依据API RP 17B标准,对以上结构的柔性管进行强度校核,校核载荷类型包括:设计内压载荷分析(30MPa);爆破压力载荷分析(90 MPa);设计外压载荷分析(5 MPa);最大拉力载荷分析(60T);设计内压与设计外压组合载荷分析(30 MPa与5 MPa)。分析结果显示,设计完成的柔性管管体结构符合设计指标的要求;(2)对比不同柔性管接头型式的特点和基本工作原理。最终选用机械扣压接头作为热塑性玻纤增强柔性管的专用接头类型。依据API RP17B标准要求及接头使用环境选择316L不锈钢作为热塑性玻纤增强柔性管专用接头的材料,经经验公式计算为保证其使用寿命与连接性能所设计的柔性管专用扣压接头扣压尺寸为16.4mm;为保证设计的可靠性,对所设计的扣压接头进行有限元建模和扣压性能分析得到,当其接头内芯内胀量为5～5.9mm(半径方向),外护套扣压量为3.5-5mm(半径方向)时可满足连接性能要求;对加工完成的接头进行安装和爆破试验测试,加压至90MPa时管体和接头均未发生破坏,故管体和专用接头均符合设计要求;(3)根据环境条件参数及DNV RP F109对海底管道稳定性的设计要求,选择10年重现期波浪+100年重现期海流作为校核工况,为本文设计加工的热塑性玻纤增强柔性管选择圆形配重块作为其稳定方案,此时其比重SG>1,侧向稳性、垂向稳性小于1,符合在位稳定性要求;对中间增强层厚度从承压、抗压、初始屈曲、扩展屈曲、局部屈曲、组合应力等方面进行校核,结果显示设计厚度24mm可满足要求;采用有限元模拟分析方法进行校核,结果显示,在500m水深环境下,热塑性玻纤增强柔性管内衬层和外保护层的等效Mises应力分别为19.83MPa和16.47MPa,均低于HDPE的屈服强度21MPa,将增强层计算数据代入Hill-蔡强度理论计算公式得0.03386≤1,故可满足在位强度使用要求。

关键词：热塑性玻纤增强柔性管管体强度扣压接头接头性能在位强度

基于金属-树脂一体化成型制品结合强度的研究

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基于金属-树脂一体化成型制品结合强度的研究

作者：边永超北京化工大学

学位级别：硕士

金属-树脂一体化成型技术也叫纳米成型技术,是一种新型的异种材料之间的结合技术。利用独特的表面处理技术,在金属表面腐蚀出一系列形状各异、大小不一的微纳米孔洞,在注塑成型的过程中,将熔融的树脂填充到金属表面的微纳米孔洞中,实现... 详细信息

金属-树脂一体化成型技术也叫纳米成型技术,是一种新型的异种材料之间的结合技术。利用独特的表面处理技术,在金属表面腐蚀出一系列形状各异、大小不一的微纳米孔洞,在注塑成型的过程中,将熔融的树脂填充到金属表面的微纳米孔洞中,实现金属一树脂的一体化成型。金属一树脂一体化成型制品由于其价格竞争性强、高性能、轻量化等一系列特点,在飞机、车辆制造、家电制品、医用器械、IT设备、3C制品上应用较多。本文利用碱处理液、酸处理液及接触处理液对金属表面分别进行处理,通过对表面处理工艺和注塑成型工艺参数进行改进和优化,对金属表面的凹孔面积、深度及金属与树脂的结合强度进行了定量分析,利用模流分析软件Moldex 3D建立了制品的有限元模型并分析了填料比例、模具温度、浇口位置对注塑过程的影响。主要工作如下:1、设计金属-树脂一体化成型模具;2、通过改变金属表面处理液的浓度、浸渍时间、处理液温度、引入超声波等一系列参数与措施,对金属表面进行处理,观察金属表面的SEM图,利用ImagePro-plus分析金属表面SEM图中的平均微孔面积和平均微孔深度,将铝板放入模内进行注射成型,利用拉伸机测量制品所能承受的最大剪切力,结果表明:(1)随着处理液浓度的增加,微孔平均面积和微孔平均深度、铝板表面粗糙度、制品结合强度均呈现先增大后缓慢减小的趋势;(2)当处理液浓度相同时,随着浸渍时间的增加,微孔平均面积和微孔平均深度、铝板表面粗糙度均逐渐增大;(3)表面处理工艺的评价标准:当微孔平均面积大于9.96nm2,或平均深度大于51.26,金属与塑料才有可能形成可靠连接;常温下处理液最佳浓度为5%-7%。(4)并分析了引入超声波振动和改变处理液温度对制品结合强度的影响;3、研究了注射过程中注射压力和模具温度对制品结合强度的影响;4、利用Moldex 3D模流分析软件,分析了不同填料比例、不同模具温度、不同进浇口位置下树脂材料的充模、保压、冷却、翘曲等行为,找到了最佳注射工艺和最佳流道设计。

关键词：铝塑成型表面处理微纳米孔注塑成型模流分析

含磷腈衍生物弹性体阻燃材料的制备及其结构与性能研究

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含磷腈衍生物弹性体阻燃材料的制备及其结构与性能研究

作者：张文豪北京化工大学

学位级别：硕士

磷腈化合物是一类主链由磷原子和氮原子交替排列而成，磷氮的骨架结构和连接在磷原子上的有机侧基赋予了磷腈化合物独特的物理性能和化学性能，因此将成为最具潜力的一类材料。磷腈中含有的磷氮元素在燃烧时，有协同阻燃效应，可对基体... 详细信息

磷腈化合物是一类主链由磷原子和氮原子交替排列而成，磷氮的骨架结构和连接在磷原子上的有机侧基赋予了磷腈化合物独特的物理性能和化学性能，因此将成为最具潜力的一类材料。磷腈中含有的磷氮元素在燃烧时，有协同阻燃效应，可对基体有保护作用。侧基中引入苯环和氟元素可以大大提高耐热性能，也因此多被应用于军用阻燃材料中。本文分别探索了一步法和溶液法合成聚二氯磷腈，但由于一步法合成的产物所含杂质较多，使提纯过程变得困难。因此，我们选用溶液法制备聚二氯磷腈。我们分别以乙醇钠、苯酚钠、三氟乙醇钠、八氟戊醇钠、邻烯丙基苯酚钠为亲核试剂，亲核取代制备了全取代和共取代磷腈化合物。通过红外和核磁表征其结构，凝胶渗透色谱法测试其分子量，热失重分析仪、差示扫描量热法对其热性能进行测试，通过万能拉伸测试仪和动态热机械分析仪对其力学性能进行测试。此外，我们还对产物的疏水性能和阻燃性能进行了测试。结果表明：经交联剂引发，三氟乙氧基、八氟乙氧基共取代聚磷腈因含有较少的活泼氢而不易交联。含有活泼氢的氟代烷氧基聚磷腈可以交联，交联后耐热性有所提高而且具有很好的阻燃性，但是力学性能较差。我们也尝试选用含有乙氧基的氟代烷氧基添加到三元乙丙橡胶中，添加量为30%时弹性体的阻燃性有所改善。

关键词：聚磷腈弹性体亲核取代低温性能阻燃性能

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基于光固化微压印技术制备超疏水薄膜的研究

基于光固化微压印技术制备超疏水薄膜的研究

作者：李嘉维北京化工大学

学位级别：硕士

超疏水材料因为其独特的自洁净效应在交通、建筑、医疗以及日常生活方面都有着广阔的应用前景,成为研究热点。近年来,研究人员用多种方法制备出超疏水表面,但这些制备方法的工艺条件存在设备及材料较贵、生产周期较长、有些还可能无法... 详细信息

超疏水材料因为其独特的自洁净效应在交通、建筑、医疗以及日常生活方面都有着广阔的应用前景,成为研究热点。近年来,研究人员用多种方法制备出超疏水表面,但这些制备方法的工艺条件存在设备及材料较贵、生产周期较长、有些还可能无法重复获取等缺点,具有一定的局限性。光固化微压印成型工艺是近些年发展起来的一种新型加工成型方法,在成型时使用液态光固化材料,常温低压下便能快速成型微结构制品,具有成型效率高,成本低,成型精度较高等优势。本文通过光固化微压印成型技术,成功制备出表面具有微结构的超疏水薄膜。探索了成型过程中光固化材料组成、模具微结构形貌、制备工艺对薄膜制品疏水性能的影响。通过有限元分析的方法探究材料特性、模具几何特征的变化对光固化微压印过程中材料填充效果的影响。本文研究工作主要包括:1.研制出一种适合光固化微压印成型的光固化材料。研究了不同光固化材料配方(单体种类、单体含量)对材料力学性能、固化时间以及疏水性能的影响。通过优化材料配方,在光固化体系中复配有机氟树脂和有机硅树脂,将制备薄膜的水接触角由72°左右提高至100°左右,改善了光固化薄膜的疏水性。2.通过光刻法刻蚀出微柱阵列硅基母板,在此基础上,制备出聚二甲基硅氧烷(PDMS)软模板,利用光固化微压印成型工艺,成功地在光固化薄膜制品表面制备出光固化微柱阵列结构,使制品薄膜表面接触角达到123°,比未含有微结构的薄膜制品的水接触角上升23°左右,且制品微结构复制精度较高。3.通过仿生法利用天然荷叶作为母板制备PDMS软模板,利用光固化微压印工艺成功在薄膜制品表面上复制出荷叶微纳结构,所得薄膜制品表面接触角最高可以达到153.5°,具备了超疏水性质。本文还对光固化微压印过程中光照时间、光照强度、压印压力对制品疏水性能的影响进行了探究,得出最适宜光固化微压印的工艺参数,并且所得超疏水薄膜制品具有较好的持久性和耐腐蚀性。4.采用有限元分析方法,研究了在光固化微压印过程中材料特性、模具几何特征对微结构填充效果的影响,对实验研究具有一定的理论意义。研究得出,光固化材料与基材的接触角越大,越有利于光固化材料对微结构型腔的填充;而填充率会随着光固化材料与模具接触角的增大而减小;低粘度光固化料比高粘度的光固化料更有利于对微结构型腔的填充;较大的微结构深宽比会使得光固化材料的填充变得困难。

关键词：光固化微压印超疏水 PDMS软模板充模

单原子分散M-NC催化剂局域电子结构调控和燃料电池应用

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单原子分散M-NC催化剂局域电子结构调控和燃料电池应用

作者：李雅杰北京化工大学

学位级别：硕士

氢氧燃料电池是实现清洁能源高效利用的技术,在运行过程中,电池内部发生的缓慢的氧还原反应（ORR）,严重阻碍了氢氧燃料电池的发展,限制了其在工业化进程中的应用。目前,工业上常以贵金属催化剂为主,如商业Pt/C等,具有较高的催化活性,... 详细信息

氢氧燃料电池是实现清洁能源高效利用的技术,在运行过程中,电池内部发生的缓慢的氧还原反应（ORR）,严重阻碍了氢氧燃料电池的发展,限制了其在工业化进程中的应用。目前,工业上常以贵金属催化剂为主,如商业Pt/C等,具有较高的催化活性,但其高昂的成本、易于吸附磷酸分子和短缺的资源储量严重限制了贵金属催化剂在低温/高温燃料电池中的应用,因此开发过渡金属碳氮材料已成为目前研究的重点。越来越多的研究发现,铁氮碳材料在催化ORR反应上有着较高的催化活性,是最有可能替代贵金属催化剂的材料。针对现有的Fe-NC催化剂而言,其催化活性和稳定性都还有较高的提升空间,常用的提升方法有以下几种:（1）提高金属负载;（2）增大催化剂比表面积;（3）杂原子掺杂;（4）双金属原子协同调控。基于此,本课题针对过渡金属碳氮材料的开发,主要集中在两个方面:一方面是通过在铁氮碳材料中掺杂杂元素,利用杂原子来改变催化活性位点处的电子云密度,推进氧还原反应的进程,从而促进了整个ORR反应的发生。同时,通过活性位点处局域电荷的增加,提高了对磷酸分子的耐受性,使得杂原子掺杂的铁氮碳材料在高温燃料电池中有了较高的催化活性;另一方面,在金属单原子氮碳材料的基础上,经刻蚀和浸渍过程,进行第二种金属的掺杂。具体研究内容如下:（1）以有机小分子甲酰胺作为碳源和氮源,通过其自聚合反应,实现杂元素磷的掺杂,并作为多齿配体螯合金属原子。通过DFT计算可知,磷元素的掺杂,使得磷酸与氧气竞争性吸附活性位点时,催化剂对磷酸分子的耐受性增强,进而得到优异的高温燃料电池性能。（2）以甲酰胺作溶剂,利用其合成的过渡金属单原子氮掺杂碳材料为基底,利用过氧化氢的氧化作用对其进行刻蚀,得到缺陷丰富的碳材料,最后通过浸渍方法,负载另一种金属元素,经高温碳化后制得双原子催化剂。另外,通过合成不同的双金属催化剂,来验证上述方法的普适性。本论文主要是围绕甲酰胺开展的一系列研究,目的是为了得到高催化活性和高稳定性的过渡金属氮碳材料,并且在低温/高温燃料电池中仍可以保持较好的电池性能,具有大规模应用的潜能。

关键词：氢能燃料电池过渡金属催化剂双金属催化剂

酚醛改性淀粉/天然橡胶复合材料的制备及在胎面胶中的应用

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酚醛改性淀粉/天然橡胶复合材料的制备及在胎面胶中的应用

作者：姚居峰北京化工大学

学位级别：硕士

据专利报道用玉米淀粉部分替代炭黑、白炭黑这样的传统填料可以改善胎面胶料的牵引性能和滞后损失,降低滚动阻力。本文采用乳液共沉法(LCM)制备淀粉/天然橡胶复合材料和淀粉/炭黑/天然橡胶复合材料,并在其中加入改性剂以强化淀粉与橡胶... 详细信息

据专利报道用玉米淀粉部分替代炭黑、白炭黑这样的传统填料可以改善胎面胶料的牵引性能和滞后损失,降低滚动阻力。本文采用乳液共沉法(LCM)制备淀粉/天然橡胶复合材料和淀粉/炭黑/天然橡胶复合材料,并在其中加入改性剂以强化淀粉与橡胶基体的界面,研究了淀粉/天然橡胶和淀粉/炭黑/天然橡胶复合材料的各项静态和动态性能。本论文首先采用自制酚醛(RF)改性淀粉糊,通过乳液共混法(LCM)制备了改性淀粉/天然橡胶(NR)复合材料,考察了RF改性淀粉用量(10-40phr)对天然橡胶复合材料性能的影响,结果表明,RF的加入提高了复合材料的各项力学性能;改性淀粉用量的增加提高了复合材料的300%定伸应力、邵尔A型硬度和动态模量,拉伸强度、扯断伸长率减小,撕裂强度先增大后减小;在淀粉用量为20phr时,加入3.6 phr RF进行改性后,复合材料的综合性能最好。其次,比较了研究了RF改性20phr淀粉与相同体积分数的炭黑N330和Si-69改性白炭黑对天然橡胶复合材料性能的影响,结果表明,改性淀粉/NR复合材料的定伸应力小于炭黑/NR,大于白炭黑/NR,其拉伸强度和撕裂强度小于炭黑/NR和白炭黑/NR,耐磨性介于炭黑胶料与白炭黑胶料之间;DMTA结果表明改性淀粉/NR的动态拉伸模量与炭黑/NR接近,要高于白炭黑/NR;与炭黑和白炭黑相比,改性淀粉提高了材料的抗湿滑系数。最后,将改性淀粉以5份等量替代炭黑在胎面胶中进行了应用研究,结果表明:与直接共混法(DCM)法制备的淀粉/炭黑/NR复合材料相比,LCM法制备的淀粉/炭黑/NR复合材料拉伸强度、定伸应力、撕裂强度提高,扯断伸长率有所下降,定形变下的60℃动态损耗降低,动态压缩生热有所增加,耐磨性、耐切割性提高,抗湿滑系数相差不大;与未改性淀粉/炭黑/NR复合材料相比,RF改性淀粉/炭黑/NR复合材料的定伸应力、拉伸强度、撕裂强度有所提高,定形变下的60℃动态损耗提高,动态压缩生热有所降低,耐磨性、耐切割性提高,抗湿滑系数下降;与炭黑胶相比,RF改性淀粉/炭黑/NR复合材料的综合力学性能略有降低,定形变下的60℃动态损耗降低,动态压缩生热有所增加,耐磨性、耐切割性下降,抗湿滑系数提高。

关键词：淀粉天然橡胶酚醛改性胎面胶

MWCNT-Fe3O4多维度纳米杂化体的可控制备及其磁致取向行为研究

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MWCNT-Fe3O4多维度纳米杂化体的可控制备及其磁致取向行为研究

作者：李武胜北京化工大学

学位级别：硕士

取向碳纳米管由于具有优异的力学性能、各项异性的光电性能等诸多奇特的特性,被广泛地应用于各个领域。然而,现有文献中报道的取向碳纳米管存在分散性差、界面结合性差、排列取向程度低、结构不可控及制备过程复杂等问题,大大限制了应... 详细信息

取向碳纳米管由于具有优异的力学性能、各项异性的光电性能等诸多奇特的特性,被广泛地应用于各个领域。然而,现有文献中报道的取向碳纳米管存在分散性差、界面结合性差、排列取向程度低、结构不可控及制备过程复杂等问题,大大限制了应用时其力学强度等性能的充分发挥。本文基于原子转移自由基聚合(ATRP)法和共沉淀法系统研究了磁性纳米粒子负载量可控的、同时具有一维与零维纳米粒子特征的MWCNT-Fe3O4纳米杂化体的制备,系统分析了磁场强度、磁性纳米粒子负载量、分散介质的粘度等因素对取向状态的影响规律,并对其磁致取向行为进行了量化表征与分析,提出了MWCNT-Fe3O4杂化体磁致取向的机理模型,最后研究了MWCNT-Fe3O4杂化体对复合材料的增强效应。基于ATRP法成功制备了MWCNT-PGMA,并对其形貌和结构进行了系统表征。首先依次得到了氨基化的MWCNT (MWCNT-NH2)和溴化的MWCNT (MWCNT-Br),最后使用ATRP在MWCNT表面接枝聚合物甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)得到聚合物改性碳纳米管(MWCNT-PGMA),且聚合物接枝量可控。通过热重分析仪(TGA)、元素表面分析(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对不同聚合物接枝量的MWCNT-PGMA上的聚合物分子量与接枝率进行定量表征。基于共沉淀法在MWCNT-PGMA表面负载磁性纳米粒子,磁性纳米粒子负载量可控,从而得到磁性纳米粒子负载量不同的MWCNT-Fe3O4杂化体。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)、元素表面分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)等表征测试手段将所得样品进行定性分析,定量表征磁性纳米粒子负载量。系统研究了磁性粒子负载量、磁场强度和分散介质黏度等因素与MWCNT-Fe3O4杂化体取向度的关联性,并基于二阶取向因子的分析方法对相对取向度进行了定量表征。并提出MWCNT-Fe3O4杂化体在磁场中的取向机理：MWCNT-Fe3O4杂化体受到的磁场作用与其拉伸运动受到的阻力达到平衡时取向最佳,而外加磁场的强度,磁性纳米粒子负载量、分散介质的粘度是MWCNT-Fe3O4杂化体达到平衡的决定因素。将MWCNT-Fe3O4杂化体应用于树脂基体中,树脂性能明显增强。

关键词：碳纳米管原子转移自由基聚合共沉淀磁性纳米粒子取向

轮胎橡胶材料在苛刻条件下摩擦摩损性能的研究

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轮胎橡胶材料在苛刻条件下摩擦摩损性能的研究

作者：孙志杰北京化工大学

学位级别：硕士

飞机轮胎生产技术大多被欧美等发达国家垄断,飞机轮胎已经成为中国航空业发展的“卡脖子”问题。飞机轮胎作为飞机起降过程中唯一与地面接触的部件,它很大程度上决定了飞机运行的安全性。由于飞机着陆瞬间特殊苛刻的工况条件,飞机轮胎... 详细信息

飞机轮胎生产技术大多被欧美等发达国家垄断,飞机轮胎已经成为中国航空业发展的“卡脖子”问题。飞机轮胎作为飞机起降过程中唯一与地面接触的部件,它很大程度上决定了飞机运行的安全性。由于飞机着陆瞬间特殊苛刻的工况条件,飞机轮胎胎面胶在高速、冲击载荷条件下的摩擦磨损行为和机理十分复杂,亟需澄清。针对上述情况,本论文采用新型磨损磨耗实验机,模拟飞机轮胎着陆时苛刻工况条件,以天然橡胶为基体,探究了不同材料组成对苛刻条件下轮胎胎面胶的磨损磨损性能的影响,并对苛刻条件下的橡胶磨耗机制进行了探讨。主要研究内容如下:1、设计了两种炭黑增强的天然橡胶,开展了苛刻条件下的转速、载荷交变磨耗实验,发现橡胶在苛刻条件下磨损量随着载荷、转速的增加先增加后减少。根据其磨损现象,提出了航空轮胎胎面胶材料在苛刻工况下的磨损可以分为两个过程:(1)橡胶复合材料的热机械降解以及其自润滑;(2)降解润滑层在摩擦副的作用下被剥离出作用面。其中,第一个过程决定了轮胎橡胶在苛刻工况下的耐磨性。在这一过程中,轮胎表面温度瞬间提高,表面层橡胶分子在热力耦合作用下产生强烈降解,使橡胶力学性能明显下降,磨损量迅速提高。然而,热降解生成的粘性小分子会包覆在橡胶与摩擦副表面(模拟路面),致使橡胶表面摩擦系数降低,对表面下层的橡胶分子起到了保护作用。因此,轮胎胎面胶在苛刻条件下的磨损是由热机械降解对橡胶耐磨性的破坏和粘性小分子对橡胶保护的共同作用所决定的。2、考察了炭黑种类、炭黑用量、硫化剂用量对轮胎胎面胶材料在苛刻条件下磨损性能的影响。发现活性剂为氧化锌,当橡胶材料的100%定伸应力小于4 MPa时,热机械降解产生的粘性小分子对橡胶磨损的保护是苛刻条件下橡胶磨损的主导机制,当橡胶100%定伸应力大于4 MPa时,热机械降解对橡胶耐磨性的破坏占主导。3、考察了活性剂种类和用量以及耐老化效果优异的防老剂4020用量对航空轮胎胎面胶磨损性能的影响。发现有机硬脂酸锌可以改善无机氧化锌在磨损过程中被破坏的问题,当硬脂酸锌和氧化锌按一定比例并用后,可以改善苛刻条件下橡胶磨损,提高了耐磨性。防老剂4020加入到橡胶中后,减少了橡胶交联密度,降低了橡胶材料力学性能,并且在苛刻条件下磨损可能产生“杂质效应”,严重降低了轮胎胎面胶的耐磨性。

关键词：天然橡胶航空轮胎苛刻工况磨损磨耗

环氧树脂与胺类固化剂当量比对固化物性能的影响

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环氧树脂与胺类固化剂当量比对固化物性能的影响

作者：汪澎北京化工大学

学位级别：硕士

碳纤维/环氧树脂复合材料具有比强度、比模量高，尺寸稳定性和加工性能好的特点，并且具有特殊的电磁屏蔽功能，被广泛应用在航空航天、交通运输、风电能源、石油开采和体育器材等领域。一些研究表明基体环氧树脂的模量对碳纤维复合材... 详细信息

碳纤维/环氧树脂复合材料具有比强度、比模量高，尺寸稳定性和加工性能好的特点，并且具有特殊的电磁屏蔽功能，被广泛应用在航空航天、交通运输、风电能源、石油开采和体育器材等领域。一些研究表明基体环氧树脂的模量对碳纤维复合材料的压缩性能有很大的影响，但关于环氧树脂基体模量影响复合材料性能方面缺乏系统的研究。本课题通过使用三种不同分子结构的芳香胺类固化剂DETDA、DDS和DDM与同种环氧树脂反应，调整环氧树脂交联网络，并与碳纤维制备单向复合材料，考察不同分子结构芳香胺类固化剂的用量对环氧树脂力学性能的影响。通过实验发现DDS固化浇铸体拉伸模量、拉伸强度和玻璃化转变温度等力学性能在三个体系中最好，相同固化剂用量的DDM体系力学性能优于DETDA体系。三种固化体系中均发现在胺类固化剂/环氧树脂当量比r=0.5，0.75，1，1.25四个配方中，随着固化剂用量的增多，环氧树脂的拉伸模量和动态储能模量都相应降低。三种固化体系的拉伸强度和断裂伸长率随着当量比r的增大先提高后下降。三种固化体系的玻璃化转变温度都随r增大先提高后下降，其中DDS体系r=0.75配方Tg可以达到227.55℃。树脂强度较低的体系加入0.5%胺基化纳米碳管可以提高强度，而树脂本身强度较高的体系加入0.5%胺基化纳米碳管以后强度有所降低。加入纳米碳管可以提高树脂浇铸体模量，树脂本身模量较低时，加入纳米碳管提高模量的效果更加明显。通过三种固化体系与碳纤维复合制备复合材料均发现，树脂基体模量高的配方复合材料的层间剪切性能、动态储能模量都更好。树脂基体Tg较高的配方相应的复合材料Tg也较高。DDS和DDM体系复合材料的层间剪切强度优于DETDA固化复合材料。复合材料中加入胺基化纳米碳管，复合材料的动态储能模量得到提高。树脂基体模量较低的复合材料，加入0.5%胺基化纳米碳管以后层间剪切性能得到提高。

关键词：环氧树脂固化剂当量比r 力学性能碳纤维复合材料