橡胶复合材料磨耗的实验及机理研究

一、橡胶阿克隆磨耗试验机主要技术规格：

1胶轮所受作用力为26.7N（2.7Kgf）
2胶轮轴回转速度为76±2r/min
3砂轮轴回转速度为33-35r/min   
4砂轮轴与砂轮轴夹角可调范围为0°-45°
5电源电压为AC220V±10%
6外形尺寸（长×宽×高）600mm×480mm×400mm
7净重60Kg

磨耗性与橡胶制品的使用寿命密切相关,尤其是轮胎的耐磨性尤为重要,而橡胶的磨耗性能与很多因素有关。本文主要从炭黑的种类和用量、温度、热氧老化和一些外界条件的角度探讨了对硫化胶磨耗性能的影响,以此来探究橡胶磨耗机理,从而可能预测橡胶制品在使用条件下的应用性能。 本文以天然橡胶为基础胶,分别以N234、40b2、N330、N375四种炭黑作为填料填充天然橡胶,使用不同的混炼工艺制备混炼胶。首先,研究了混炼工艺对橡胶各方面性能的影响,选取了合适的工艺参数制备试样；其次,通过使用电子拉力机、激光导热仪、阿克隆磨耗机等仪器测试试样的力学性能、导热性能和磨耗性能,研究填料的用量、粒径、热导率等对天然胶复合材料的影响及与磨耗的关系：再次,通过热空气老化箱对试样进行热氧老化处理,并对老化后的试样的交联密度等数据进行分析测试,试图得出热氧老化与磨耗性的关系；zui后,研究了一些外界条件对橡胶试样磨耗体积的影响,利用扫描电子显微镜对磨耗表面微观形貌进行观察。 研究结果表明： (1)不同种类的炭黑及用量对天然胶的磨耗产生了不同的影响,炭黑的粒径越小,用量越多,复合材料的磨耗量越少； (2)热氧老化的时间和温度对交联密度有直接的影响,进而影响橡胶的磨耗性能。老化时间越长,老化温度越高,交联密度呈现增大的趋势,硫化胶的磨耗量增多； (3)外界条件如温度、磨耗介质、磨耗里程及角度等对橡胶磨耗都产生一定的影响,温度越高,对磨角度越大,磨耗量越多； (4)通过扫描电子显微镜对填充不同份数炭黑的复合材料进行观察,可以清晰的看出炭黑份数对磨耗表面形貌的影响。