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SiC/丁腈橡胶复合材料的制备及性能研究
| 论文题名： | SiC/丁腈橡胶复合材料的制备及性能研究 |
| 关键词： | 船舶材料;丁腈橡胶;碳化硅;阻尼性能;复合材料;制备工艺 |
| 摘要： | 随着船舶行业的快速发展，我国船舶综合技术得到大幅度的提高，但船舶的减振防噪技术发展还相对缓慢，阻尼减振材料已经成为船舶性能研究领域关注的焦点。在复杂的船体结构和多变的海洋服役环境下，不但要求阻尼材料具有高阻尼的特性，还必须具有高强度、耐腐蚀、耐老化的特点。传统的橡胶材料已经不能满足复杂工况的实际应用的要求，因此需要改善和提高橡胶的性能。 本文以丁腈橡胶(NBR)为基体，用经过 KH550硅烷偶联剂改性后的三种粒径(0.5μm、5μm、10μm)SiC作为增强填料，采用机械混合法制备了三种粒径不同添加量的SiC/NBR复合材料。通过对材料的硫化性能、基本力学性能、阻尼性能及耐热、氧老化等性能的综合测试，重点考察了不同粒径和添加量下各项性能的变化趋势，同时结合微观断口和物相分析，获得了三种粒径下的最优粒径和添加量配比，初步探讨了SiC的增强机理。 结果表明，改性后的SiC无机填料的加入促进了胶料硫化反应的进行，改善了丁腈橡胶的硫化加工性能，同时提高了丁腈橡胶的硬度和拉伸强度。SiC颗粒的分散均匀性及其表面活性基团与丁腈橡胶基体之间的相互作用，是实现增强的主要原因。当SiC添加量为15％、粒径为0.5μm时，其硫化性能和基本力学性能优异。 SiC/NBR复合材料具有良好的结构振动阻尼效应和粘弹性阻尼效应，能够有效地发挥减振降噪性能；当SiC填量为15%、粒径为0.5μm时，其损耗因子达到0.8493，有效阻尼温域为30.71℃，且在一阶固有频率下的阻尼比达到了0.244，拥有最佳阻尼性能。 在热氧老化作用下，SiC/NBR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率下降，小粒径SiC可以改善其热氧老化性能。 在150℃高温耐油试验时，SiC填量为15%、粒径为0.5μm的SiC/NBR复合材料具有最佳的耐油性能，1号油中的体积变化率和质量变化率分别为6.24%和5.01%，3号油中的体积变化率和质量变化率分别9.85%和5.41%。 |
| 作者： | 席航 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 乔英杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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