橡膠復合材料磨耗的實驗及機理研究

一、橡膠阿克隆磨耗試驗機主要技術規格：

1膠輪所受作用力為26.7N（2.7Kgf）
2膠輪軸回轉速度為76±2r/min
3砂輪軸回轉速度為33-35r/min   
4砂輪軸與砂輪軸夾角可調范圍為0°-45°
5電源電壓為AC220V±10%
6外形尺寸（長×寬×高）600mm×480mm×400mm
7凈重60Kg

磨耗性與橡膠制品的使用壽命密切相關,尤其是輪胎的耐磨性尤為重要,而橡膠的磨耗性能與很多因素有關。本文主要從炭黑的種類和用量、溫度、熱氧老化和一些外界條件的角度探討了對硫化膠磨耗性能的影響,以此來探究橡膠磨耗機理,從而可能預測橡膠制品在使用條件下的應用性能。 本文以天然橡膠為基礎膠,分別以N234、40b2、N330、N375四種炭黑作為填料填充天然橡膠,使用不同的混煉工藝制備混煉膠。首先,研究了混煉工藝對橡膠各方面性能的影響,選取了合適的工藝參數制備試樣；其次,通過使用電子拉力機、激光導熱儀、阿克隆磨耗機等儀器測試試樣的力學性能、導熱性能和磨耗性能,研究填料的用量、粒徑、熱導率等對天然膠復合材料的影響及與磨耗的關系：再次,通過熱空氣老化箱對試樣進行熱氧老化處理,并對老化后的試樣的交聯密度等數據進行分析測試,試圖得出熱氧老化與磨耗性的關系；zui后,研究了一些外界條件對橡膠試樣磨耗體積的影響,利用掃描電子顯微鏡對磨耗表面微觀形貌進行觀察。 研究結果表明： (1)不同種類的炭黑及用量對天然膠的磨耗產生了不同的影響,炭黑的粒徑越小,用量越多,復合材料的磨耗量越少； (2)熱氧老化的時間和溫度對交聯密度有直接的影響,進而影響橡膠的磨耗性能。老化時間越長,老化溫度越高,交聯密度呈現增大的趨勢,硫化膠的磨耗量增多； (3)外界條件如溫度、磨耗介質、磨耗里程及角度等對橡膠磨耗都產生一定的影響,溫度越高,對磨角度越大,磨耗量越多； (4)通過掃描電子顯微鏡對填充不同份數炭黑的復合材料進行觀察,可以清晰的看出炭黑份數對磨耗表面形貌的影響。