并用橡胶基磁敏橡胶的制备和研究
橡胶基软磁复合材料薄膜的制备及其压磁性能研究的开题报告
橡胶基软磁复合材料薄膜的制备及其压磁性能研究的开题报告一、研究背景与意义软磁材料的压磁性能是指在外加磁场作用下，其磁导率发生改变的能力。
软磁材料广泛应用于电子、通讯、医疗等各个领域的电磁器件中。
然而，传统的软磁材料存在着易氧化、易变形、低热稳定性等问题，对其应用带来了制约。
橡胶基软磁复合材料是一种新型具有优异性能的软磁材料，具有良好的热稳定性、耐氧化性、抗变形性等优点。
此外，橡胶基材料在材料加工过程中成型性能好，可以制备出复杂形状的件，具有很高的应用价值。
因此，制备橡胶基软磁复合材料薄膜，并研究其压磁性能，对于提高软磁材料的性能及其应用具有重要的意义。
二、研究内容和目标本项目拟研究的内容为橡胶基软磁复合材料薄膜的制备及其压磁性能。
具体包括以下几个方面：1.选择适合的橡胶基材料和磁性载体材料，制备出橡胶基软磁复合材料薄膜。
2.对橡胶基软磁复合材料薄膜进行结构表征，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术。
3.测试橡胶基软磁复合材料薄膜的磁性能，包括磁滞回线、磁化曲线、饱和磁感应强度等指标。
4.测试橡胶基软磁复合材料薄膜的压磁性能，研究其压磁系数和磁强度与外加磁场的关系。
本项目的主要目标为：1.制备橡胶基软磁复合材料薄膜，得到其合适的化学配方，优化材料制备工艺，提高复合材料的氧化稳定性和热稳定性。
2.研究橡胶基软磁复合材料薄膜的磁性能和压磁性能，探寻其物理机制，寻找材料性能优化的途径，为材料应用提供理论指导。
三、研究方法和技术路线本项目的研究方法和技术路线如下：1.橡胶基软磁复合材料制备选用适宜的橡胶基材料和磁性载体材料，并通过化学交联技术和热处理技术将两种材料复合为一体，得到具有优良性能的复合材料。
2.结构表征采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术对橡胶基软磁复合材料薄膜进行表面形貌、界面结构等结构表征，探究橡胶基材料和磁性载体材料之间的相互作用。
3.磁性能测试通过测量磁滞回线、磁化曲线、饱和磁感应强度等指标，评价橡胶基软磁复合材料薄膜的磁性能，并对磁性载体的选择和含量进行优化。
SR_NBR并用橡胶磁体的研究
注: 表示所指区为磁粉, 所指区为橡胶, 所指区为空洞或空隙。 图 3 并用橡胶磁硫化前后断口分析图
Fig 3 Picture zo nes of fracture of SR/ NBR bonded magnet
4b 粉 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
3 试验结果与分析
3 1 并用橡胶磁的磁性能 将配方 0# ~ 10# 按工艺流程图 1 进行试验, 用
DGN- 1 型测量磁体的磁性能。SR/ NBR 并用橡胶 磁体的磁性能见表 2。
表 2 不同 SR/ NBR 质量比的橡胶磁的磁性能
增大, 而后 磁体 密度 又有一 小幅 度的 回落。再者 SR/ N BR 并用橡胶磁体的柔软性能在 m SR: m NBR 4 6 时, 其柔软程度较好, 当 m SR: m NBR= 6 4 时, 其 还有一定的柔软性, 当超过此比例时, 从试验过程可
50
矿
知, 磁粉的填充量在 60% 左右时, 橡胶磁体 就开始 出现脆化。
0: 10
1#
1: 9
2#
2: 8
3#
3: 7
4#
4: 6
5#
5: 5
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7#
7: 3
8#
8: 2
9#
9: 1
10#
10: 0
粘结剂 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
配合剂 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
硫化剂 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01
橡胶磁铁知识点总结
橡胶磁铁知识点总结1. 橡胶磁铁的材料组成橡胶磁铁主要由橡胶和磁性粉末组成。
橡胶通常采用丁晴橡胶或丁腈橡胶，这些橡胶具有良好的弹性和耐磨性，可以很好地保护磁性粉末。
磁性粉末一般采用氧化铁、氧化镍等磁性材料，使得橡胶磁铁具有一定的磁性。
2. 橡胶磁铁的制造工艺橡胶磁铁的制造工艺包括混炼、压片、硫化等步骤。
首先将橡胶和磁性粉末按一定比例混合均匀，然后通过压片机将混合物压制成所需形状的产品，最后进行硫化处理，使橡胶和磁性粉末充分结合，从而得到具有一定磁性的橡胶磁铁产品。
3. 橡胶磁铁的特点橡胶磁铁具有柔软、可塑性好、耐磨、不易断裂等特点。
由于其柔软性，可以根据需要进行切割、冲压等加工，制成不同形状和尺寸的产品。
其耐磨性和不易断裂的特点，使得橡胶磁铁在使用过程中具有较长的使用寿命。
4. 橡胶磁铁的应用橡胶磁铁在工业和生活中有着广泛的应用。
在工业上，它可以用于制作磁性传感器、电磁设备、磁性夹具等，具有很好的磁性和可塑性。
在生活中，橡胶磁铁常用于制作磁性贴、冰箱贴、磁性书签等，方便人们记录信息、贴纸、收纳小物件等。
5. 橡胶磁铁的保养和注意事项橡胶磁铁在使用过程中需要注意一些保养和注意事项。
首先，要避免橡胶磁铁受到较大的挤压和冲击，以免破坏其磁性和形状。
其次，要避免橡胶磁铁长时间受到高温和潮湿环境的影响，以免导致橡胶硫化变质和磁性减弱。
另外，在清洁橡胶磁铁时，要用柔软的布擦拭，避免使用硬物刮擦，以免损坏其表面。
综上所述，橡胶磁铁是一种具有良好磁性和柔软性的材料，具有广泛的应用前景，但在使用过程中需要注意保养和注意事项，以确保其良好的使用效果。
硅橡胶基磁流变弹性体制备及动态剪切性能研究
ｆ ｌ ｏ ｔｏｌ ｇ ｓ ｅ ｒｍ ｏ ｕｕ ． ｉ ｄｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｈ ａ ｄ ｌｓ ｅ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ ｙｗｏｄ
ｒｎ ｄ ｌ ｓ ｉ ｇ ｍｏ ｕ ｕ
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振的智能器件 。在原有制备磁 流变弹性体 的基础 上尝试采 用不 同的组份 配比制备 了以双组份 室温硫 化硅橡胶 为基 体的 高性能磁流 变弹性体 。在 ０ ０ｍＴ磁感应 强度 范围 内， 用动 态信 号测试 分析仪 来测试分析所制 样品的磁致 ￣７ ０ 使
动 态频响 函数 。结果表 明 ， ７ ０ 在 ０ｍＴ磁感应 强度 下及羰基铁粉 质量分数为 ７ 时， ５ ｔ ｆ ５ ，ｔｅｓ ｐｅ ｅ ｔ ｅｒｔ ｆｃａ ｅｏ ｅ ｎｎ ｒｑ ｅ ｃ ａ ｅｃ ０ ，ｃａａｔ ｉ ｉ ｆｅｕｎ ｙ ｏ ｔｎ ｏ７ ｈ ａ ｌｓｒｌ ｉ ａｅｏ ｈ ｎ ｆｒｓ ａ ｔｆ ｕｎ ｙｃｎ ｒａｈ ３ ％ ｈ ｒｃｅ ｓ ｃ ｒｑ ｅ ｃ ｍ ａｖ ｇ ｐ ｅ ｒ ｔ
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Ｚ ＨＡＮＧ ｎ ｗｅ，Ｌ ｉｆｎ ，Ｘ Ｙｏ ｇ ａ ｇ Ｈｅ ｇ ｉ Ｉ ａｅ ｇ Ｕ ｎ ｇ ｎ Ｊ
塑磁材料的配方范文
塑磁材料的配方范文塑磁材料是一种特殊的材料，具有同时具备塑性和磁性的特点。
通过调整材料的成分和配比，可以获得不同性能的塑磁材料。
下面将介绍一种基于橡胶和磁性粉末的塑磁材料的配方。
一、材料组成：1.橡胶基体：选择硅橡胶作为基体材料，其具有良好的耐候性和耐热性。
2.磁性粉末：选择氧化铁磁性粉末，具有较高的磁性能。
3.塑性添加剂：选择塑性增容剂以提高材料的塑性和可加工性。
4.交联剂：选择硫化剂或引发剂使材料能够实现固化或交联。
二、配方设计：1.橡胶基体：硅橡胶100份2.磁性粉末：氧化铁磁性粉末100-500份，根据磁性要求适当调整比例。
3.塑性添加剂：可在橡胶基体中添加5-20份的塑性增容剂，以增强材料的塑性和可加工性。
4.交联剂：根据硅橡胶的具体要求，选择合适的硫化剂或引发剂，添加量约为橡胶基体的2-5份。
三、制备工艺：1.将硅橡胶和塑性添加剂混合均匀，使用混合机械设备，如搅拌机或搅拌罐进行混合。
2.逐渐添加磁性粉末，同时继续搅拌，直到磁性粉末均匀分散在橡胶基体中，形成均一的混合物。
3.将交联剂加入混合物中，再次进行搅拌，确保交联剂均匀分布。
4.将混合物装入模具中，根据所需形状进行成型。
5.对成型的材料进行固化处理，通过硫化剂或引发剂的作用，使材料交联或固化。
6.经过固化后，可在需要的情况下进行加工，如切割、打孔等。
四、性能调整：通过调整配方中橡胶基体、磁性粉末、塑性添加剂和交联剂的比例，可以对塑磁材料的性能进行调整。
1.磁性能：增加磁性粉末的添加量可以提高材料的磁性能。
2.塑性和可加工性：增加塑性添加剂的比例，可以增强材料的塑性和可加工性。
3.耐候性和耐热性：通过选择合适的硅橡胶基体，可以获得良好的耐候性和耐热性。
总结：塑磁材料是一种具有塑性和磁性的特殊材料，其配方需要合理调配橡胶基体、磁性粉末、塑性添加剂和交联剂的比例。
通过调整配方中各组分的比例，可以获得具备不同性能的塑磁材料。
对于塑磁材料的制备工艺和性能调整仍有很多研究课题，进一步优化配方和工艺将有助于开发出更加优良的塑磁材料。
NR与SBR并用的研究进展及其应用
NR与SBR并用的研究进展及其应用1. 前言NR的结构特点及其应用通常我们所说的天然橡胶，是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。
天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是（C5H8）n,其橡胶烃（聚异戊二烯）含量在90％以上，还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。
由于天然橡胶的分子链中含有不饱和双键，所以天然橡胶是一种化学反应活性较强的物质，光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化，不耐老化是天然橡胶的致命弱点；但是，添加了防老剂的天然橡胶，有时在阳光下曝晒两个月依然看不出多大变化，在仓库内贮存三年后仍可以照常使用。
天然橡胶有较好的耐碱性能，但不耐浓强酸。
由于天然橡胶是非极性橡胶，只能耐一些极性溶剂，而在非极性溶剂中则溶胀，因此，其耐油性和耐溶剂性很差，一般说来，烃、卤代烃、二硫化碳、醚、高级酮和高级脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用，但其溶解度则受塑炼程度的影响，而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
天然橡胶在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好。
由于天然橡胶具有上述一系列物理化学特性，尤其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性，并且经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质，所以天然橡胶具有广泛的用途。
例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管、避孕套；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。
目前，世界上部分或完全用天然橡胶制成的物品已达7万种以上(1)。
NR／SBR并用橡胶基磁敏橡胶的制备及性能的研究
橡 胶基 磁敏 橡胶 性能 的影 响 。
１ 实 验 部 分
１ １ 主 要原 料 ．
制 等领域 具有 广泛 的应 用 前景 。我 国在 磁 流 ｑ］
变 弹性体 方面 的 研究 起 步 较 晚 ， 研究 范 围 主要 且 集 中在磁 流变 液 及 其 应 用方 面 。 自 ２ ０ ０ ２年 起 才
收 稿 日期 ：Ｏ ９ ８—２ ２ ０ —０ ８ 作者简介 ： 游仕平 （９ ５一 ， ， １ ８ ）男 江西 丰城 人 ， 南理 工大 华
基铁 粉 中 ， 用搅 拌器搅 拌 均匀 ， 至无水 乙醇全 并 直 部挥 发 ， 后放 人 真 空 干燥 箱 中 ， ５ ～ ６ 下 最 在 Ｏ ０℃
磁 敏橡胶 是 磁 流 变 材料 的一 种 ， 可 称 为 磁 也 流 变弹性 体 ， 一 种 流 变性 能 可 由外 加 磁 场 控 制 是
天然橡 胶 （ ＮＲ） 丁 苯 橡 胶 （Ｂ 的并 用 橡 胶 为 和 Ｓ Ｒ）
基 体 ， 究 了改 性羰 基 铁粉 含量 对 Ｎ Ｓ Ｒ 并用 研 Ｒ／ Ｂ
橡胶 ， 多研 究者 使用 了室 温硫 化硅橡 胶 、 许 天然 橡
胶、 丁腈 橡 胶 等 单 一 橡 胶 材 料 为 基 体Ｅ ｌ ， 这 ８Ｏ 但 ￣］
些磁 敏橡胶 的机 械力 学 性 能 都 不 是很 好 ， 这个 问 题 限制 了基于 磁敏橡 胶 的器件 在 实用环 境 下 的应
用。为探索制备高性 能实用型磁敏橡 胶， 本文以
研 究 ・ 告 艮
弹Ｈ１Ｌ２）Ｓ 性Ｉ—５（１ Ｃ２０ Ｍ～ 体０２ｒＥ４ ， Ｅ， １
Ｎ／ Ｂ Ｒ Ｓ Ｒ并 用橡 胶 基 磁 敏橡 胶 的 制备 及 性 能 的研 究 ＊
游仕 平 钟 喜春 游世辉 曾德 长Ｈ 闻立 时 ， ， ， ， 。
硅橡胶基磁敏弹性体制备及其压缩力学性能实验研究
如果将混合物连同模具一起置于均匀磁场的正 中,在磁场强度为600 mT及室温的环境条件下保持 24 h固化成型.此时，在磁弹体固化成型的过程中, 磁敏颗粒受到磁场力的作用,会形成链状或柱状的 颗粒链，并随着固化的进程而固定在基体中.这种内 部磁敏颗粒成链状分布的磁弹体简称各向异性磁弹 体.图1(b)为在电子显微镜下观察各向异性磁弹体 样品内部得到的微观结构图.
第38卷第3期 2019年9月
成都大学学报(自然科学版)
Journal of Chengdu University(Natural Science Edition)
Vol.38 No.3 Sep. 2019
文章编号：1004 - 5422(2019)03 - 0238 - 04
DOI：10.3969/j. issn. 1004 - 5422.2019.03.002
中的应用,有必要对其压缩力学性能进行深入研究 ， 例如，探究磁敏颗粒含量、外界磁场强度及内部磁敏 颗粒分布等因素对磁弹体压缩力学性能产生的影
响.对此，本研究通过实验手段分析了这些影响，拟 为设计与应用含有磁弹体的器件提供相关数据.
1试样与测试系统
1.1磁弹体制备 1.1.1材料.
实验中，磁弹体的基体相为硅橡胶（GMX-608T 型，中蓝晨光化工研究设计院有限公司），磁敏颗粒 填充相为琰基铁粉（CN型，BASF公司）；其他辅料 包括，二甲基硅油（致远化学试剂有限公司），硅橡 胶固化剂（60M型冲蓝晨光化工研究设计院有限公 司）. 1.1.2制备.
制备所得圆柱体形磁弹体样品的尺寸为直径 12 mm、高度3 mm,如图1(c)所示.
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研究・报告弹性体,2010202225,20(1):1～4CHINA EL ASTOM ERICS收稿日期:2009-08-28作者简介:游仕平(1985-),男,江西丰城人,华南理工大学在读硕士研究生,主要研究方向为磁性材料与器件。
3基金项目:国家科技部国际科技合作计划项目(2008DFA71270)33通讯联系人N R /S BR 并用橡胶基磁敏橡胶的制备及性能的研究3游仕平1,钟喜春1,游世辉2,曾德长133,闻立时1,3(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640;2.九江学院机械工程学院,江西九江332005;3.中国科学院金属研究所,辽宁沈阳110016)摘 要:通过湿法预处理,用偶联剂KH -570对羰基铁粉进行表面改性,制备了综合性能较好的并用橡胶基实用型磁敏橡胶,研究了羰基铁粉含量对天然橡胶/丁苯橡胶(NR/SBR )并用橡胶基磁敏橡胶性能的影响;同时利用扫描电镜研究了改性羰基铁粉表面和磁敏橡胶复合材料断面的微观结构。
结果表明,通过偶联剂改性的羰基铁粉其晶体结构未发生变化,且表面有一层致密的包覆层;以NR/SBR 并用橡胶为基体的磁敏橡胶,当羰基铁粉用量为300份时,可表现出较好的机械性能和磁流变效应。
关键词:磁敏橡胶;机械性能;磁流变效应;并用橡胶中图分类号:TQ 332;TQ 333 文献标识码:A 文章编号:100523174(2010)0120001204 磁敏橡胶是磁流变材料的一种,也可称为磁流变弹性体,是一种流变性能可由外加磁场控制的新型功能材料和智能材料。
由于其响应速度快、可逆性好(撤去磁场后,又恢复初始状态)以及可以通过调节磁场大小来控制材料的力学、电学、磁学等性能连续变化,在航空航天、汽车、振动控制等领域具有广泛的应用前景[1～2]。
我国在磁流变弹性体方面的研究起步较晚,且研究范围主要集中在磁流变液及其应用方面。
自2002年起才有磁流变弹性体的研究论文发表[3～7]。
王桦等[6]对磁流变弹性体的剪切性能进行了实验研究,方生等[7]研制了一种磁流变弹性体,并建立了一套测试系统对其性能进行测试。
磁敏橡胶一般是由橡胶基体和铁磁颗粒以及一些硫化剂、促进剂、软化剂等添加剂混炼硫化而成。
为了制备简单和相对磁流变效应较好的磁敏橡胶,许多研究者使用了室温硫化硅橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶等单一橡胶材料为基体[8～10],但这些磁敏橡胶的机械力学性能都不是很好,这个问题限制了基于磁敏橡胶的器件在实用环境下的应用。
为探索制备高性能实用型磁敏橡胶,本文以天然橡胶(NR )和丁苯橡胶(SBR )的并用橡胶为基体,研究了改性羰基铁粉含量对NR/SBR 并用橡胶基磁敏橡胶性能的影响。
1 实验部分1.1 主要原料NR 、S BR 、氧化锌、硬脂酸1801、促进剂C BS 、防老剂RD 、防老剂4010NA 、增粘剂A HR 、硫磺、炭黑N660、软化剂、橡胶油:东莞市三友轮胎制造有限公司提供;羰基铁粉CIP (Carbonyl Iron Power ):型号为EW ,平均粒径为3μm ,德国BASF 公司;稀释剂:无水乙醇,广州市东红化工厂生产;偶联剂:γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,型号KH -570,南京曙光硅烷化工有限公司。
1.2 羰基铁粉的表面修饰处理采用湿法预处理对羰基铁粉进行表面修饰,按照m (羰基铁粉)∶m (偶联剂)∶m (无水乙醇)为100∶(1.0～1.2)∶(5～10),首先称取一定量的KH -570硅烷偶联剂和无水乙醇混合,放入超声波振荡器中分散10min ,然后倒入要处理的羰基铁粉中,并用搅拌器搅拌均匀,直至无水乙醇全部挥发,最后放入真空干燥箱中,在50～60℃下干燥5h 。
1.3 材料的制备1.3.1 基本配方材料的基本配方(质量份):NR 60,SBR 40,转载中国科技论文在线氧化锌4,硬脂酸2,促进剂1.6,防老剂RD 1.5,防老剂4010NA 1.5,增粘剂2,硫磺1.8,炭黑20,软化剂10。
1.3.2 制备工艺先分别将NR 和SBR 胶料在辊温为30～40℃的双滚筒开炼机上以剪切挤压式塑炼3～5min ,然后将2种胶一起混炼,并加入小料(氧化锌,硬脂酸,促进剂,防老剂,增粘剂)混炼4～6min ,接着加入炭黑、软化剂和经偶联剂修饰的羰基铁粉,最后加入硫磺,混炼5～6min ,薄通6次,下片。
在室温下放置3～4h ,然后将下好的片放入硫化模具中,并在143℃下硫化30min 使磁敏橡胶固化成型。
1.4 测试与表征用X 射线衍射(XRD )表征未改性的羰基铁粉和偶联剂改性的羰基铁粉的相结构;羰基铁粉的粒度、形貌和改性后羰基铁粉的形貌以及在并用橡胶中的分散情况用扫描电子显微镜(SEM )进行观察;采用J PL 系列多功能电子拉力机进行拉伸性能和撕裂强度测试;用邵氏LX -A 型硬度计进行硬度测试;采用中国科学技术大学改进的动态力学分析仪(DMA )分析磁流变效应[11]。
2 结果与讨论2.1 改性羰基铁粉的XRD 谱图图1是改性前后羰基铁粉的XRD 谱图。
由图1可知,改性和未改性的羰基铁粉都在2θ=44.6°、65.1°、82.3°处均出现了强衍射峰,与Fe 标准谱图基本一致,仅是衍射峰强度有所改变,可知羰基铁粉为体心立方结构的α-Fe ,改性后的Fe 晶体结构未发生改变。
2θ/(°)图1 改性前后羰基铁粉的XRD 谱图2.2 羰基铁粉改性前后的表面形貌图2是改性前后羰基铁粉的SEM 照片。
由图2可知,羰基铁粉的粒径为1～3μm ,颗粒球形度较好,其表面光滑。
同时由图2(b )可知,改性羰基铁粉表面有一层致密的包覆层,该包覆层是由KH -570硅烷偶联剂中的硅烷各分子间的硅醇基相互缩合,齐聚形成网状结构的膜覆盖在羰基铁粉表面,改性后的羰基铁粉颗粒表面包覆了有机物,疏水亲油性提高,有利于提高羰基铁粉颗粒在聚合物基体中的分散,并起到改善与聚合物之间的界面相容性的作用。
图2 羰基铁粉改性前后的SE M 照片由羰基铁粉改性前后的XRD 和SEM 分析可知,通过偶联剂改性的羰基铁粉其晶体结构未发生变化,且表面的包覆层可起到改善与聚合物之间的界面相容性的作用,因此本文研究的磁敏橡胶填充颗粒全部选用改性的羰基铁粉。
2.3 羰基铁粉含量对NR/SBR 并用橡胶基磁敏橡胶性能的影响以基本配方为基体,加入被KH -570修饰的羰基铁粉,其用量分别为200、300、400、500份,按照制备工艺条件制备出4种不同磁敏橡胶样品。
通过使用硅烷偶联剂KH -570,可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”,把2种性质悬殊的材料连接在一起,提高了复合材料的性能,并起到增加结合强度的作用。
2.3.1 静态力学性能分析由表1可知,邵尔A 硬度随着改性羰基铁粉・2・弹 性 体 第20卷填充量的增加而增加,但不呈线性增长。
橡胶的硬度实质上反映了橡胶网状结构在力的作用下的抗变形能力。
由于羰基铁粉本身的硬度高,故能使材料的硬度有所提高。
而试样的拉伸强度和扯断伸长率则随着改性羰基铁粉填充量的增加而降低,且在填充量为300份之后其性能降低更快,当填充量为500份时,其拉伸强度只有4.4M Pa ,而扯断伸长率则降到300%以下。
随着改性羰基铁粉填充量的增加,其材料强度下降的原因可能有两方面:一方面可能是改性羰基铁粉与橡胶基体存在大面积的相界面,并且两相的结合力较差,材料内部缺陷增多,从而导致材料力学性能下降;另一方面,无机填料与NR/SBR 并用橡胶的相容性不好,填料难以分散且易团聚,容易产生应力集中,当改性羰基铁粉填充量越大,这种作用越强烈,从而造成磁敏橡胶力学性能下降。
表1 改性羰基铁粉填充NR/SBR 并用橡胶基磁敏橡胶的物理机械性能物理机械性能填充量/份200300400500邵尔A 硬度55576267300%定伸强度/MPa 5.3 4.5 4.0-拉伸强度/MPa 8.37.8 5.3 4.4扯断伸长率/%432429312276撕裂强度/(kN ・m -1)21.115.917.820.9永久变形/%8644密度/(g ・cm -3)2.122.462.703.08图3(a )和(b )分别为改性羰基铁粉填充量为300份和500份时磁敏橡胶的断面SEM 照片。
由图3(a )可见,磁敏橡胶断面较为平整,也没有气孔,改性羰基铁粉颗粒在基体中分布均匀,且颗粒与橡胶基体结合较好;而由图3(b )可见颗粒之间出现了部分团聚和粘结现象,导致了改性羰基铁粉颗粒与橡胶基体界面结合较差,断裂发生在颗粒与橡胶的界面结合处,同时有显著的颗粒拔出效应。
羰基铁粉颗粒的团聚和颗粒与橡胶基体间弱的界面结合是恶化磁敏橡胶物理机械性能的主要原因。
(a )(×1000)(b )(×1000)图3 磁敏橡胶断面SE M 照片2.3.2 动态磁流变效应分析动态磁流变效应是表征磁敏橡胶在不同磁场强度下,相对最大磁致剪切模量(ΔG max )以零场储能模量(G 0)的比值(即ΔG max /G 0)。
图4、图5为4种不同羰基铁粉含量对N R/SBR 并用橡胶基磁敏橡胶的磁流变效应的影响。
由图4、图5可以看出,羰基铁粉含量越高,磁敏橡胶的剪切储能模量也越高。
但样品的剪切储能模量并不是随着磁场的变化一直上升,而是在大约600mT 时达到最大值,剪切储能模量对磁场的・3・第1期游仕平,等.NR/SBR 并用橡胶基磁敏橡胶的制备及性能的研究变化达到饱和,之后随着磁场的变化不大甚至有所下降。
同时,随着羰基铁粉的加入磁敏橡胶的零场储能模量G 0也在逐步升高。
当羰基铁粉用量为300份时,G 0为1.7MPa ;羰基铁粉用量为500份时,G 0为2.3MPa 。
而相对磁流变效应则是在羰基铁粉用量为300份时达到最大,为9%左右,这相对于无磁场下制备的磁敏橡胶其磁流变效应是较高的。
同时,由图4(b )可知,材料的损耗因子虽有下降,但变化很小。
这是由于磁敏橡胶内部的磁颗粒之间相互作用较小,在动态应变下内摩擦也较小,因此其损耗因子基本保持不变。
3 结 论(1)通过偶联剂改性的羰基铁粉其晶体结构未发生变化,且表面有一层致密的包覆层。
(2)随着改性羰基铁粉质量份数的增加,其邵尔A 硬度也增加,但拉伸强度和扯断伸长率则降低,且在填充量为300份之后其性能降低更快。
(3)羰基铁粉含量对于无磁场下制备的磁敏橡胶的磁流变性能也有影响。
当羰基铁粉用量为300份时,G 0为1.7M Pa ;羰基铁粉用量为500份时,G 0为2.3M Pa 。
而相对磁流变效应则是在羰基铁粉用量为300份时达最大,为9%左右,这相对于无磁场下制备的磁敏橡胶其磁流变效应是较高的。