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1、太原工业学院毕业论文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I毕业设计论文任务书设计题目:熔体法制备NBR/Fe3O4复合材料的结构性能研究系部：材料工程系 专业：高分子材料与工程 班级：0920742 学生：屈冬 指导老师：谭英杰 专业负责人：李韵1. 设计论文的主要任务和目标任务：考察四氧化三铁的存在状态与橡胶复合材料的力学性能间的关系，研究四氧化三铁在橡胶基体中的减磨和抗磨机理，为设计和获得具有低摩擦因数和高耐磨性能的橡胶复合材料提供理论指导和实验依据。目标：确定并优化出制备NB
2、R/Fe3O4复合材料的方法，呈现材料微观结构与力学性能（硬度、拉伸强度、撕裂强度、压缩永久变形）、热空气老化性能、油中浸泡的体积变化率、减磨和抗磨性能间关系的内在规律。2. 设计论文的主要内容（1） Fe3O4的有机化处理；（2） 熔体法制备NBR/Fe3O4复合材料；（3） 各种复合材料的性能测试与结构表征。3. 设计论文的基本要求（1） 撰写格式规范、工整，章节内容清晰，字数3-4万；（2） 文献综述还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，且与课题相关。4. 主要参考文献（1） 本课题相关研
3、究方向英文文献3-4篇、中文文献10篇；（2） 橡胶工业手册、橡胶配方手册等。5. 安排进度设计论文各阶段名称起止日期查阅文献资料，分析任务书（开题报告）2013.3.04-2013.3.15购买原材料，制定实验方案，技术路线2013.3.16-2013.3.25材料制备，性能测试，结构表征（中期检查）2013.3.26-2013.5.15补充实验（查漏补缺，验证实验）2013.5.16-2013.6.05编写、审核设计论文（预答辩）2013.6.06-2013.6.14论文审阅、修改2013.6.15-2013.6.20 熔体法制备NBR/Fe3O4复合材料的结构性能研究摘要： 本工作采用硅
4、烷偶联剂KH550、KH570及Si69对四氧化三铁（Fe3O4）进行了有机改性，通过熔体法制备了NBR/Fe3O4复合材料。研究了Fe3O4的含量以及改性剂种类对力学性能、摩擦性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）观察了Fe3O4在橡胶基体当中的分散，以及复合材料表面的摩擦磨损情况。结果表明，随着改性Fe3O4含量的增加，添加不同改性剂改性Fe3O4所制备的NBR/Fe3O4复合材料拉伸强度，撕裂强度都不断升高；添加KH550改性Fe3O4所制备的NBR/Fe3O4复合材料较其它两种改性剂改性的Fe3O4所制备的NBR/Fe3O4复合材料的拉伸性能好；添加KH570改性Fe3O4所制备的N
5、BR/Fe3O4复合材料较其它两种改性剂改性的Fe3O4所制备的NBR/Fe3O4复合材料的撕裂强度好；当KH550改性Fe3O4的含量为2份时在橡胶基体中分散最好，并且所制备的NBR/Fe3O4复合材料的摩擦磨损表面最光滑平整，摩擦系数达到最低，为0.9。关键词：四氧化三铁，丁腈橡胶，表面改性，力学性能，摩擦系数IThe research of NBR / Fe3O4 composites prepared by direct melt reactionAbstract: In this work, the silane coupling agent KH550, KH570 and Si6
6、9 were used to modify the surface of the Fe3O4, NBR/Fe3O4 composites were prepared by direct melt reaction. the content of Fe3O4 and the effect of modifiers on the mechanical properties, tribolopical properties were studied. The dispersion of Fe3O4 in rubber matrix and the tribology and wear surface
7、 of the composites material were observed by scanning electron microscopy (SEM) . The results show that, with the increase of the content of modified Fe3O4, adding different modified Fe3O4 prepared NBR/Fe3O4 composites tensile strengh, tear strengh were rising; to add KH550 modified Fe3O4 prepared N
8、BR/Fe3O4 composites than the other two kinds of modified Fe3O4 prepared by composites tensile properties of composites materials good; to add KH570 modified Fe3O4 prepared NBR/Fe3O4 composites than the other two kinds of modified Fe3O4 composites the tear resistance; when two percentage of the conte
9、nt of KH550 modified Fe3O4 was dispersed in rubber matrix is best, and the NBR/Fe3O4 composites prepared by friction the worn surface of the smooth, friction coefficient reached the lowest,0.9.Keywords: Fe3O4 , nitrile rubber, surface modification, the mechanical properties, Coefficient of friction.
10、目录1前言11.1国内外橡胶密封材料的研究现状及进展11.1.1国内外密封橡胶的研究和应用11.1.2橡胶密封件的工作原理21.1.3橡胶密封制品的主要品种以及应用31.2常见橡胶密封材料41.3丁腈橡胶复合材料61.3.1丁腈橡胶/聚氯乙烯/二元共聚氯醚密封材料61.4磁粉及其选择61.5橡胶材料及其选择71.6橡胶的改性方法81.6.1原位反应合成法81.6.2插层法91.6.3溶胶-凝胶法91.6.4共混法101.7橡胶补强填料101.7.1颗粒状填料111.7.2纤维状填料111.7.3层状（片状）填料121.8本课题研究的目的和意义122 实验部分132.1实验原材料及配方132.1
11、.1实验原材料132.1.2实验配方132.2实验设备及测试仪器142.3试样制备142.3.1 Fe3O4的有机化处理142.3.2熔体法制备NBR/Fe3O4复合材料142.4实验测试方法152.4.1 常规力学性能测试152.4.2 摩擦磨损测试152.4.3 微观结构的表征153结果与讨论153.1 NBR/Fe3O4复合材料的力学性能分析153.2 NBR/Fe3O4复合材料的摩擦性能分析183.3 SEM图像分析19结论22参考文献23致谢261 前言 密封的功能是阻止泄露，起密封作用的零部件称之为密封件1，是机器设备的重要组成部分，是机器设备中不可或缺的零部件。密封件虽然只是一个
12、零部但往往却能影响机器设备运行的安全性、可靠性和耐久性，其作用直接关系到整台机器、整个系统装置正常运行2。密封技术的研究开发不仅可以减少机器、设备因跑、冒、滴、漏二造成的能源和能耗损失，而且还可以改善环境、防止污染。先进的密封技术是自动化连续生产，安全生产所必需的重要环节，特别是在石油、化工等行业中，处理具有易燃易爆、强腐蚀及剧毒介质，一旦密封失效，介质外泄不仅污染环境、影响人体健康，往往还会造成火灾、爆炸和人身伤亡事故。因此，保证可靠地密封性和长久的使用寿命是当前密封研究的重要课题。随着近代科学技术的发展，密封技术越来越受到世界各国的普遍重视3，密封的主要研究内容大致可分为密封材料、密封结构
13、、密封工艺三个方面。这三个环节中，材料是基础，结构是先导，工艺是保证。目前，国内在密封材料研究方面，虽然已经取得了很大成绩，但与工业发展所提出的越来越高的要求还有一定的距离，因此新型密封材料的研究开发日益受到重视。1 .1 国内外橡胶密封材料的研究现状及进展1.1.1 国内外密封橡胶的研究和应用 橡胶和钢铁、石油、煤炭合称四大重要工业原料，又是重要的战略物资。橡胶具有多种良好的特殊性能，如弹性、绝缘性、耐磨性、气密性、柔韧性等等，因此用途极为广泛。目前，世界上的橡胶制品已达7万多种，涉及到现代人类生活的方方面面，也是弹性密封件的主要用材之一。进入本世纪以来,科学家先后合成了氯丁橡胶、聚硫橡胶、
14、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等一系列具有特殊功能的新产品。这些橡胶分别具有耐磨、耐油、耐高温和耐低温的特性，使得橡胶在密封上的应用越来越广。橡胶成型填料密封是靠橡胶填料本身在机械压紧力或介质压力的自紧作用下产生弹性变形而阻塞流体泄漏通道的。其结构简单紧凑，密封性能良好，品种规格多，工作参数范围广，是密封的主要结构形式之一。近年来国内外一些科研院所和大学的科研人员在特种橡胶方面做了大量的研究工作，也取得了重要的成果。胡志孟，赖世全，李同生4以丁腈橡胶（NBR)为基体材料,纳米级凹凸土为添加剂,对混炼工艺条件及纳米级凹凸土对丁腈橡胶性能的影响进行了研究,试验结果表明,纳米级凹凸土可以大大提高丁腈橡胶的性能。同时探讨了纳米粒子改性丁腈橡胶性能的机理，周扬波，古菊，贾德民，杜杨5-6等人研究了3种改性纳米碳酸钙(CCR/M-CCR M-CaCO3)对丁腈橡胶( NBR)力学性能的影响,实验的结果表明，NBR/M-CaCO3硫化胶的力学性能优于NBR/CCR和NBR/M-CCR体系，同时提高了硫化胶的交联密度。庄清平7研究比较白炭黑与单分散二氧化硅粒子补强橡胶的差异，研究表明，单分散纳米二氧化硅粒子表面光滑，粒子之间作用较弱，有利于分
