橡膠材料的動態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,系統地研究了復合材料的加工性能、動態力學性能和動態疲勞性能。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合材料的交聯網絡密度,提升了橡膠復合材料的抗拉強度和撕裂強度。復合材料加工性能測試結果表明,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絡。

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