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芳纶1313织物及其增强硅橡胶复合材料的性能研究
作 者: 李鑫陵
导 师: 周小红
学 校: 浙江理工大学
专 业: 纺织工程
关键词: 芳纶1313 力学性能 增强橡胶复合材料 热学性能
分类号: TB332
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 34次
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内容摘要
橡胶是一种高弹性的高分子化合物,也称做弹性体。由于橡胶的弹性大,弹性模量较低,在外力的作用下极易产生变形。因此,很多橡胶制品都是以复合材料的形态存在的。作为高温环境下使用的橡胶制品,不仅要求其具有优异的力学性能,同时要有优异的热学性能。复合材料的性能既与基布性能相关,也与热压工艺相关。(1)论文对增强橡胶复合材料常用涤纶和芳纶1313平纹机织基布的性能进行实验研究,二种织物的组织相同,经纬线密度和密度略有差异,面密度分别为120.45g/m2和115.41 g/m2。芳纶1313回潮率比涤纶回潮率大,涤纶纱线强度大、伸长小,但干热收缩率较大;芳纶1313基布比涤纶基布强度小,伸长大,但其耐热性能和尺寸稳定性能显著优于涤纶基布。因此,研究芳纶1313机织基布力学性能有助于合理、经济开发高温环境中使用的橡胶复合材料。(2)芳纶1313平纹机织基布热学性能优越,但强力较低,价格高。论文对两组线密度不同的纱线进行基布的优化设计,探讨纱线强力、织物经纬密度与织物拉伸强力、撕裂强力的关系。①织物在拉伸外力作用下的强力预测y = 3 .66x1 +73.34x2?574.32,根据织物的强力要求和已知纱线强度,获得织物设计的最低的经纬密度,以节约成本。②增强橡胶复合材料芳纶1313机织基布一般为稀密织物,在撕裂过程中存在纱线滑移、聚集等现象。(3)增强橡胶复合材料的热压工艺主要包括温度、压力和时间三个因素。论文通过单因子试验找出对芳纶1313织物/硅橡胶复合材料拉伸性能影响最大的3个水平,温度为140、145、150℃;压力为10、12.5、15Mpa;时间为15、20、25min。然后,通过正交试验探讨热压工艺对1313织物/硅橡胶复合材料拉伸、撕裂和剥离等力学性能的影响。①温度、时间、压力对复合材料拉伸强力在显著水平0.05下有高度的显著性,而且温度的影响最大,时间的影响次之,压力的影响最小;热压工艺对复合材料撕裂性能在显著水平0.05下有高度的显著性,压力的影响最大,时间的影响次之,温度的影响最小;热压工艺对复合材料剥离强力的影响不显著。②优化工艺为热压压力10Mpa,热压温度150℃,热压时间15min。优化工艺下制得的芳纶1313织物/硅橡胶复合材料的拉伸强度为19.92 Mpa、撕裂强力为80.71N/5cm、剥离强度为33.52N/5cm。
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全文目录
摘要 4-6 ABSTRACT 6-10 第一章 绪论 10-23 1.1 复合材料概述 10-12 1.1.1 复合材料的发展 10-11 1.1.2 复合材料的分类 11-12 1.2 纤维增强橡胶基复合材料的发展应用 12-16 1.2.1 短纤维基橡胶复合材料 12-14 1.2.2 帘线/橡胶复合材料 14-15 1.2.3 织物/橡胶复合材料 15-16 1.3 芳纶1313 纤维 16-21 1.3.1 芳纶1313 纤维的发展 17-18 1.3.2 芳纶1313 纤维的结构 18-19 1.3.3 芳纶1313 纤维的性能 19-20 1.3.4 芳纶1313 纤维的应用 20-21 1.4 本课题的研究意义及内容 21-23 第二章 橡胶复合材料常用基布性能的实验比较研究 23-37 2.1 实验试样 23-24 2.2 增强橡胶复合材料用基布纱线的性能 24-28 2.3 增强橡胶复合材料用基布的性能 28-36 2.3.1 增强橡胶复合材料用基布的力学性能 28-30 2.3.2 增强橡胶复合材料用基布的耐热性能 30-34 2.3.3 增强橡胶复合材料用基布的热重分析 34-36 2.4 本章小结 36-37 第三章 增强橡胶用芳纶1313 基布的优化设计 37-50 3.1 增强橡胶用芳纶1313 基布的设计与制备 37-41 3.1.1 芳纶1313 基布用纱线 37 3.1.2 增强橡胶用芳纶1313 基布的设计 37-38 3.1.3 增强橡胶用芳纶1313 基布的制备 38-41 3.2 增强橡胶用芳纶1313 基布的拉伸性能 41-43 3.3 增强橡胶用芳纶1313 基布撕裂性能及其撕裂机理 43-48 3.3.1 芳纶1313 基布撕裂测试方法与结果分析 43-45 3.3.2 机织物撕裂机理分析 45-48 3.4 本章小结 48-50 第四章 芳纶1313 织物增强硅橡胶复合材料的力学性能研究 50-65 4.1 芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料的制备 50-52 4.1.1 常用制备复合材料的方法 50-51 4.1.2 热压成型制备芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料 51-52 4.2 芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料的性能测试 52-54 4.2.1 芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料拉伸性能测试 52 4.2.2 芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料撕裂性能测试 52-53 4.2.3 芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料剥离性能测试 53-54 4.3 热压工艺对芳纶1313 织物/硅橡胶复合材料性能的影响 54-64 4.3.1 热压工艺参数单因子试验 54-58 4.3.2 热压工艺的正交试验 58-64 4.4 本章小结 64-65 第五章 研究结论与展望 65-67 5.1 研究结论 65-66 5.2 研究展望 66-67 参考文献 67-71 致谢 71-72 攻读学位期间的研究成果 72
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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 非金属复合材料
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