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《炭黑填充天然橡胶复合材料热导率的研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、炭黑填充天然橡胶复合材料热导率的研究李海涛I,何燕•，马连湘(青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061)摘要：实验测得了2种炭黑填充橡胶复合材料的热导率，并与理论模型计算结果进行了对比。结果发现：炭黑含量对炭黑填充胶热导率影响很大，随着炭黑用量的增加，炭黑填充橡胶复合材料的热导率逐步增加；炭黑填充橡胶复合材料的热导率与炭黑的结构性及形态有关；在低填充份数2%-20%范围内，用Maxwell模型预测N539炭黑/橡胶及N330炭黑/橡胶两种复合材料的热导率与实验结果最为接近。关键词：炭黑；橡胶；热导率；导热模型中图分类号：TB324文献
2、标识码：AStudyofThermalConductivityofNaturalRubberFilledwithCarbonLIHai-tao^HEYan,MALian-xiang(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266061,China)Abstract:Thethermidconductivitiesofrubberfilledwithcarbonareexperimentallymeas
3、ured,calculated,analyzedandcomparedwiththeoreticalresultsaccordingtovarioustheoreticalmodels.Itisshownthatthermalconductivityofrubberfilledwithcarbonisobviouslyenhancedwithincreaseofthevolumefillerfractionofcarbon,isrelatedwiththecarbondiameterstructureandinterfaceeffect.T
4、heestimatedthennalconductivitiesbyusingMaxwelltheoreticalmodelareofthesamevariationastheexperimentalonesofN539carbon/rubberandN33Ocarbon/rubberattherangeofvolumefillerfractionofcarbonfrom2%to20%.Keywords:carbon;rubber;thermalconductivity;theimalconductivitymodel炭黑/橡胶复合材料是一
5、种常见的填充型复合材料，在航空、航天、汽车、电子、电气领域屮有着广泛的应用工。轮胎T业朝着低生热、高导热的方向发展，研究橡胶材料的导热性能有着重耍的意义。炭黑作为一种重耍的补强剂，被填充到橡胶基体中用来提高具性能。炭黑的热导率较高，虽然在填充份数较低时对材料的热传导性能贡献不大，但当填充份数达到一定值时，它们彼此Z间会相互接触和作用，形成所谓的“导热网络”⑵而使得复合材料的热导率得到较大提高。为此，本研究分别对炭黑N330/天然橡胶和炭黑N539/天然橡胶两种复合材料的收稿II期2008-09-04基金项目：国家自然科学基金(5077303
6、4)；山东省自然科学基金(Y2007F38)；山东省教育厅科技计划(J07YA14)作者简介：李海涛(1983-),男，硕士研究生.*为通讯联系人.热导率进行了实验研究，并与理论模型计算结果进行了对比分析。1实验部分1.1基本配方胶料配方（质量份）天然橡胶100；炭黑变量（10份〜125）；活性剂4.5；防老剂2.50；增塑剂3.00；硫化体系1.98；促进剂1.30；防焦剂0.08。2种炭黑的性能见表1。表1炭黑的性能Table1Thephysicalpropertiesofcarbonblack炭黑种类吸油值DBP/niL・(lOOg)
7、_1CTAB/m2•g'1N33010282N539111431.2主要仪器与设备双辘筒炼胶，S（X）-160A,上海轻工机械研究所；平板硫化仪，HS-100T-FTM0-2RT,佳鑫电子设备科技（深圳）有限公司;激光闪射导热分析仪,LFA447型,德国耐驰公司。1.3试样制备1.3・1混炼与硫化橡胶的混炼用双辗筒开炼机按照常规操作进行，开炼时间根据胶料的不同，约为15〜20min。得到的混炼胶放入平板硫化仪中硫化，时间15min,温度160°C。1.3.2试样裁制在进行热导率测量Z前，需用圆形刀具将胶料裁制成圆形试样,直径为12.5mm〜
8、12.7mm,厚为2mm左右。1.3.3热导率测试把在不同填充份数下制备的各种标准试样进行测试，每个数据为5次测量的平均值，得到炭黑/天然橡胶复合材料的热导率。为方便研究将炭黑、
