橡膠與聚合物纖維簾線粘合性能的動(dòng)態(tài)疲勞演變.pdf

1、本文采用兩種動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試方法分別從不同角度對(duì)橡膠/聚合物簾線粘合的動(dòng)態(tài)疲勞演變進(jìn)行了研究。一種是采用自主研發(fā)的動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試方法-MTS（Mechanical Testing&Simulation）動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試，實(shí)時(shí)追蹤了粘合的動(dòng)態(tài)疲勞演變過(guò)程，從而揭示了粘合失效的機(jī)理。分別考察了應(yīng)力控制、應(yīng)變控制和載荷加載頻率對(duì)粘合疲勞演變和粘合壽命的影響，得出粘合壽命的計(jì)算公式，對(duì)預(yù)測(cè)輪胎的實(shí)際使用壽命具有一定的指導(dǎo)意義。另一種是采用德默西亞疲勞測(cè)試

2、方法，分別考察了高溫下疲勞次數(shù)和不同疲勞溫度下粘合的演變規(guī)律。并采用兩種測(cè)試方法相結(jié)合的方式，綜合考察了硫黃用量對(duì)橡膠/聚合物簾線復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘合性能的影響。本文還對(duì)多巴胺用于橡膠與聚合物簾線粘合領(lǐng)域進(jìn)行了初步探索。分別從多巴胺加入橡膠膠料、多巴胺修飾聚合物簾線表面和多巴胺制備新型浸漬體系三個(gè)方面，借助動(dòng)靜態(tài)粘合性能的測(cè)試，研究了多巴胺用于粘合領(lǐng)域的可行性。
　　研究結(jié)果表明：自行建立的 MTS動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試是一種行之有效的測(cè)試橡膠

3、/聚合物簾線復(fù)合材料粘合動(dòng)態(tài)疲勞演變的方法。利用 MTS測(cè)試橡膠/聚合物簾線粘合的動(dòng)態(tài)疲勞演變，得到演變過(guò)程分為三個(gè)階段：第一階段，橡膠蠕變或應(yīng)力松弛階段；第二階段，粘合的微觀累積損傷階段；第三階段，粘合的加速破壞階段。在應(yīng)力控制下，粘合壽命隨應(yīng)力振幅的增大而減小，兩者之間滿足一定的非線性關(guān)系。在應(yīng)變控制下，粘合壽命隨應(yīng)變振幅的增大而減小，粘合壽命在大應(yīng)變與小應(yīng)變下分別滿足不同的線性規(guī)律，應(yīng)變閾值為87.8％。應(yīng)力控制下，試樣的粘合壽命

4、與載荷頻率（≤7Hz）無(wú)關(guān)。高溫（100℃）下采用德默西亞方式疲勞，粘合力隨疲勞次數(shù)的增加先增大后減小，在疲勞40萬(wàn)次左右達(dá)到最大。固定疲勞次數(shù)（20萬(wàn)次），粘合力隨疲勞溫度（0~100℃）的升高總體呈增大的趨勢(shì)。
　　隨著硫黃用量的增多，橡膠/尼龍簾線復(fù)合材料的靜態(tài)粘合力呈線性上升趨勢(shì)。采用兩種動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試方法得出結(jié)果有所差異：隨著硫黃用量的增大，MTS拉伸疲勞下，粘合的動(dòng)態(tài)疲勞演變歷程延長(zhǎng)，粘合壽命呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。但硫黃用量過(guò)

5、高時(shí)，所形成的硬而脆的界面層在德默西亞屈撓疲勞下容易遭到破壞。
　　多巴胺加入橡膠中能明顯提高橡膠/聚酯簾線的靜態(tài)粘合力，能夠達(dá)到與 HRH（間苯二酚-甲醛-白炭黑）粘合體系相媲美的粘合效果，但是動(dòng)態(tài)粘合效果不佳。多巴胺修飾聚酯簾線表面對(duì)靜態(tài)粘合力有一定提高，并且隨著處理溫度的升高，靜態(tài)粘合力呈上升趨勢(shì)。多巴胺制備的新型浸漬體系能顯著提高各種聚合物簾線與橡膠之間的粘合效果，抽出簾線的表面附膠量明顯增多，但是附膠多集中在纖維之間的凹