碳纳米管对天然橡胶的补强机理研究

编号：XJHY00375

篇名：碳纳米管对天然橡胶的补强机理研究

作者：朱常才 ;杨琨 ;张亭亭 ;张萍 ;赵树高

关键词：碳纳米管 天然橡胶 Halpin-Tsai理论 补强模型

机构： 青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室

摘要： 为了深入研究碳纳米管(CNT)对天然橡胶(NR)的补强机理,制备了不同填料含量的CNT/NR复合材料,并对其物理机械性能、分散性及其结合胶含量等进行了测定。在此基础上,利用Halpin-Tsai理论模型,分别计算了不同补强(取向纤维补强、无规纤维补强)机理下的CNT/NR复合材料的理论力学性能,并与实验值相比较,确定了CNT对NR的补强机理:当CNT用量小于6phr时,由于经过机械破坏的CNT长径比较小,因此,不具有纤维补强效果;而当CNT用量大于6phr时,CNT在复合材料中形成三维网络结构。三维网络结构的存在使得CNT在低定伸条件下对NR的补强符合无规纤维补强模型,随着拉伸长度的增大,纤维补强优势消失。