论文部分内容阅读
本文采用两种动态疲劳测试方法分别从不同角度对橡胶/聚合物帘线粘合的动态疲劳演变进行了研究。一种是采用自主研发的动态疲劳测试方法-MTS(Mechanical Testing&Simulation)动态疲劳测试,实时追踪了粘合的动态疲劳演变过程,从而揭示了粘合失效的机理。分别考察了应力控制、应变控制和载荷加载频率对粘合疲劳演变和粘合寿命的影响,得出粘合寿命的计算公式,对预测轮胎的实际使用寿命具有一定的指导意义。另一种是采用德默西亚疲劳测试方法,分别考察了高温下疲劳次数和不同疲劳温度下粘合的演变规律。并采用两种测试方法相结合的方式,综合考察了硫黄用量对橡胶/聚合物帘线复合材料动态粘合性能的影响。本文还对多巴胺用于橡胶与聚合物帘线粘合领域进行了初步探索。分别从多巴胺加入橡胶胶料、多巴胺修饰聚合物帘线表面和多巴胺制备新型浸渍体系三个方面,借助动静态粘合性能的测试,研究了多巴胺用于粘合领域的可行性。研究结果表明:自行建立的MTS动态疲劳测试是一种行之有效的测试橡胶/聚合物帘线复合材料粘合动态疲劳演变的方法。利用MTS测试橡胶/聚合物帘线粘合的动态疲劳演变,得到演变过程分为三个阶段:第一阶段,橡胶蠕变或应力松弛阶段;第二阶段,粘合的微观累积损伤阶段;第三阶段,粘合的加速破坏阶段。在应力控制下,粘合寿命随应力振幅的增大而减小,两者之间满足一定的非线性关系。在应变控制下,粘合寿命随应变振幅的增大而减小,粘合寿命在大应变与小应变下分别满足不同的线性规律,应变阈值为87.8%。应力控制下,试样的粘合寿命与载荷频率(≤7Hz)无关。高温(100℃)下采用德默西亚方式疲劳,粘合力随疲劳次数的增加先增大后减小,在疲劳40万次左右达到最大。固定疲劳次数(20万次),粘合力随疲劳温度(0~100℃)的升高总体呈增大的趋势。随着硫黄用量的增多,橡胶/尼龙帘线复合材料的静态粘合力呈线性上升趋势。采用两种动态疲劳测试方法得出结果有所差异:随着硫黄用量的增大,MTS拉伸疲劳下,粘合的动态疲劳演变历程延长,粘合寿命呈线性增长趋势。但硫黄用量过高时,所形成的硬而脆的界面层在德默西亚屈挠疲劳下容易遭到破坏。多巴胺加入橡胶中能明显提高橡胶/聚酯帘线的静态粘合力,能够达到与HRH(间苯二酚-甲醛-白炭黑)粘合体系相媲美的粘合效果,但是动态粘合效果不佳。多巴胺修饰聚酯帘线表面对静态粘合力有一定提高,并且随着处理温度的升高,静态粘合力呈上升趋势。多巴胺制备的新型浸渍体系能显著提高各种聚合物帘线与橡胶之间的粘合效果,抽出帘线的表面附胶量明显增多,但是附胶多集中在纤维之间的凹槽处,说明这种提高更多的是归因于物理作用。