毕业论文碳纤维/NR/CR复合材料结构性能的研究学生姓名：孙峻航学号：092074238系 部：材料工程系专 业：高分子材料与工程指导教师：张保卫二零一三年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名：年月日毕 业 论 文 任 务 书论文题目：碳纤维/NR/CR复合材料结构性能的研究系部：材料工程系专业：高分子材料与工程 学号：092074238学生：孙峻航指导老师：张保卫副教授专业负责人：李歆1.设计论文的主要任务及目标主要任务：设计采用不同含量的碳纤维来改性NR/CR，比照研究没加碳纤维 时NR/CR复合材料的力学性能。实现目标：改性后获得的NR/CR复合材料的各个力学性能较纯NR/CR复合材料的力学性能明显提高。2设计论文的根本要求和内容1根本要求1撰写格式标准、工整，章节内容明确，字数12万；2文献综述包括国内外的前沿动态以及本课题的创新点；3数据真实可信、图表准确，分析合理；4结论具有代表性及再现性；5外文翻译准确，且与课题有关。2主要内容 1) 碳纤维的外表处理和烘干； 2处理好的碳纤维参加NR/CR时混炼的程序；3比拟改性后的NR/CR和纯NR/CR的力学性能3.参考文献1谢富霞,李拥军,李吉宏,等.偶联剂改性炭黑对橡胶性能的影响J.橡胶工业业,1996,43(6):335-338.2杨清芝.现代橡胶工艺学M.北京:中国石化出版社,1997:194.3卫建军，宋进仁，刘郎.碳纤维外表处理对短炭纤维增强炭基复合材料强度的影响J.炭素技术，1999(2):24一27.4王作龄编译. 海绵橡胶. 世界橡胶工业，2000，272：22.5许嘉敏.碳纤维外表改性及其表征的研究J.高分子材料科学与工程，1990，(1) :66.6李润民，贺福.碳纤维的外表处理研究一碳纤维外表自由能及其退化浅析J.纤维复合材料，1993，(1):17一20.4.进度安排论文各阶段名称起 止 日 期1分析题目，查阅资料，开题报告。2023.3.1-2023 .3.202备料，制定实验方案。20233依照方案进行前期实验。20234进行宏观取舍，优化方案。20235进行后期实验，制备成品，进行性能测试。2023 6整理数据，编写实验论文。2023 7论文审阅，修改，进行论文辩论。2023.6.202- 27 -太原工业学院毕业论文 碳纤维/NR/CR复合材料结构性能的研究摘要：本文采用NR/CR按一定比例混合形成混合胶，然后按不同含量的参加碳纤维(碳纤维先放至硫酸里，再烘干4小时，不同含量的碳纤维对NR/CR混合胶的性能的影响，再炼胶过程中参加炭黑，氧化锌，硬脂酸，促进剂，硫磺。本文研究了一定比例下的NR/CR按1比1各自50克，不同的碳纤维含量测5组，分别参加0.5克，1克，1.5克，2克.4克，碳纤维放入之前要放到硫酸里脱水保存，在取出烘干，在用炼胶机进行炼胶混合，期间分别参加上述几种添加剂，直至成品，在用硫化仪测试硫化曲线，测试完后用平板硫化机进行硫化至成品，最后测试成品的拉伸性能，撕裂性能，硬度，并用电子显微镜测出其结构。关键字：碳纤维，NR/CR，性能，结构Research on/NR/CR carbon fibercompositematerial structure and performanceAbstract: in this paper, using NR/CR are mixed according to a certain proportion to form a mixed glue, and then according to the different content of the added carbon fiber (carbon fiber first put to sulfuric acid, then drying for 4 hours), influences the performance of carbon fiber with different content of NR/CR mixed with glue, then mixing process by adding carbon black, zinc oxide, stearic acid, accelerator, sulfur.This paper studies a certain proportion of NR/CR at a ratio of 1 to 1 (each 50 grams), carbon fiber content of different (measured 5 groups, respectively, add 0.5 grams, 1 grams, 1.5 grams, 2 grams.4 grams, put. Sulfuric acid dehydration before preservation, carbon fiber placed in removal of rubber mixing, drying, in the rubber mixing machine during the several additives were added in the test, until the finished product, vulcanization curve, with a rheometer test after vulcanizing vulcanizing machine with a flat to the finished product, tensile properties, the test product tear properties, hardness, and electron microscopy was used to measure their structure.Keywords:carbon fiber,NR/CR,performance,structure目录1 前言- 3 -1.1 天然橡胶的概述- 4 -1.2 氯丁橡胶的概述- 6 -1.3碳纤维- 7 -1.4 碳纤维的结构与性能- 8 -1.5.碳纤维复合材料国内外的开展趋势- 10 -1.6本论文研究的目的和意义- 11 -2 实验局部- 12 -2.1实验原料- 12 -2.2实验设备- 12 -2.3实验配方- 13 -2.4 实验工艺- 14 -2.6.1混炼- 15 -2.6.2硫化- 16 -3实验结果分析- 18 -3.1纤维外表形貌分析- 18 -3.2碳纤维增强NR/CR的力学性能的分析- 19 -3.2.1拉伸性能- 19 -3.2.2抗撕裂性能- 19 -3.3力学性能分析- 21 -3.4数据分析- 22 -4 结论- 26 -5 参考文献- 27 -1 前言碳纤维(CF)是由元素C构成的一类有机纤维，由于它本身具有高比强度、高模量、耐高温，耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异的性能用它增强树脂基体可畦予其复合材料以上性能。目前几乎没有什么材料具有这么多的特性因此，碳纤维及其复合材料近年来开展十分迅速。用碳纤维增强复合材料的研究、开发报道已有很多并且获得了广泛的应用。碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料参加到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。1994年至2002年左右，随着从短纤碳纤维到长纤碳纤维的学术研究，使用碳纤维制作发热材料的技术和产品也逐渐进入军用和民用领域。国内已经有使用长纤碳纤维制作国家电网电缆的使用案例多处。同时，碳纤维发热产品，碳纤维采暖产品，碳纤维远红外理疗产品也越来越多的走入寻常百姓家庭。碳纤维是军民两用新材料，属于技术密集型和政治敏感的关键材料。以前，以美国为首的巴黎统筹委员会(COCOM)， 对当时的社会主义国家实行禁运封锁政策，1994年3月，COCOM虽然已解散，但禁运封锁的阴影仍笼罩在上空，先进的碳纤维技术仍引不进来，特别是高性能PAN基原丝技术，即使中国进入WTO，形势也不会发生大的变化。因此，除了国人继续自力更生开展碳纤维工业外，别无其它选择。因此，国外尤其是碳纤维生产技术领先的日韩等国对中国的碳纤维材料及制品的出口一直保持相当谨慎的态度，只有为数很少的中国企业能够与其建立合作关系，拥有其产品的进口渠道。碳纤维广泛用于民用，军用，建筑，化工，工业，航天以及石油化工、机械制造等领域。碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能两个个方面。（1） 密度低1.7g/cm3左右在承受高温的结构中，它是最轻的材料；高温的强度好，在2200oC时可保存室温强度；有较高的断裂韧性，抗疲劳性和抗蠕变性；而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料，纤维取向明显影响材料的强度，在受力时其应力-应变曲线呈现“假塑性效应即在施加载荷初期呈线性关系，后来变成双线性关系，卸载后再加载，曲线仍为线性并可到达原来的载荷水平。（2） 热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低，抗热冲击和热摩擦的性能优异。1.1 天然橡胶的概述天然橡胶介绍：天然橡胶是从天然产胶植物中制取的橡胶。市售的天然橡胶主要是由三叶橡胶树的乳胶制得。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C5H8n，其成分中9194是橡胶烃聚异戊二烯，其余为蛋白质、脂肪酸、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。世界上约有2000种不同的植物可生产类似天然橡胶的聚合物，已从其中500种中得到了不同种类的橡胶，但真正有实用价值的是三叶橡胶树。橡胶树的外表被割开时，树皮内的乳管被割断，胶乳从树上流出。从橡胶树上采集的乳胶，经过稀释后加酸凝固、洗涤，然后压片、枯燥、打包，即制得市售的天然橡胶。天然橡胶根据不同的制胶方法可制成烟片胶、风干胶片、绉片胶、技术分级橡胶和浓缩橡胶等。 标准橡胶或颗粒胶，是20世纪60年代开展起来的天然橡胶新品种。以前，通用的烟片胶、绉片胶、风干胶片这几种传统产品不管在分级方法、制造方法上都束缚着天然橡胶的开展。因此，马来西亚于1965年开始实行标准橡胶方案，在使用生胶理化性能分级的根底上开展了颗粒橡胶的生产。标准橡胶是指按机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、灰分含量、颜色指数等理化性能指标进行分级的橡胶。标准橡胶包装也比拟先进，一般用聚乙烯薄膜包装，并有鲜明的标识，包的重量较小，易于搬动。我国规定为40kg。标准胶的分级较为科学，所以这种分级方法很快被各主要天然橡胶生产国以及国际标准化机构所接受，并先后制定了标准胶的分级标准。这些标准大体相同，但又不完全一致。例如ISO2000规定分五个等级，我国的标准GB808187，规定有四个等级。天然橡胶的性能：1物理常数