橡膠材料的動態(tài)疲勞性能是橡膠材料耐久性和安全性的一項重要指標,對橡膠材料的廣泛使用重要。石墨烯具有納米尺寸和較大的比表面積,硅酸鈣纖維具有較大的長徑比,能賦予橡膠材料顯著的機械性能,因此采用石墨烯和硅酸鈣纖維取代炭黑分別改性橡膠,系統(tǒng)地研究了復(fù)合材料的加工性能、動態(tài)力學(xué)性能和動態(tài)疲勞性能。通過超聲分散和原位還原的方法分別制備石墨烯/橡膠膠乳和硅酸鈣纖維/橡膠膠乳復(fù)合材料。

再利用開煉機和平板硫化機將石墨烯/硅酸鈣纖維橡膠膠乳、小料和生膠混煉得到石墨烯/硅酸鈣纖維橡膠復(fù)合材料,解決了石墨烯和硅酸鈣纖維易在橡膠中的團聚,SEM結(jié)果顯示石墨烯和硅酸鈣纖維都均勻分布于橡膠基體當中。

添加石墨烯和硅酸鈣纖維增加了橡膠復(fù)合材料的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度,提升了橡膠復(fù)合材料的抗拉強度和撕裂強度。復(fù)合材料加工性能測試結(jié)果表明,與混煉膠相比,添加石墨烯的硫化膠的彈性模量G’和粘性模量G’’均有一定程度的增加,添加2phr石墨烯的硫化膠的模量隨溫度增加顯著。應(yīng)變掃描和頻率掃描顯示石墨烯硫化膠能形成完善的填料聚集網(wǎng)絡(luò)。

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