橡胶材料在弹性联轴器上的研究现状

时间:2017-05-03 15:08 作者:明通机械公司 点击:

  近年来塑料合金等新型复合材料在石油、化工、机械等领域的应用非常活跃,比如日本的COUPLICON/MIKI微型弹性联轴器利用塑料合金制作的零部件代替传的金属材料,是近几年来高新技术材料市场的重要发展方向之一。日本COUPLICON/1VIIKI微型联轴器、德国的VULKANDAN高弹性联轴器都在向新型材料的方向迈进。
  弹性联轴器中弹性体应用较多的是采用硅橡胶材料。硅橡胶分热硫化型(高温硫化硅胶HTV)和室温硫化型(RTV,其中室温硫化型又分缩聚反应型和加成反应型。高温硅橡胶主要用于制造各种硅橡胶制品,热硫化型用量最大。
  高温硫化甲基硅橡胶于1944年由美国通用电气公司研制成功。1952年,美国陶一康宁公司L。斯特布莱唐和K。波尔曼蒂尔研制出双组分室温硫化硅橡胶;1953-1955年制成甲基乙烯基硅橡胶;1956-1957年出现硅氟橡胶;1958-1959年开发成功单组分室温硫化硅橡胶;之后出现加成型硅橡胶系列产品。世界上有十多个国家生产硅橡胶。80年代以来,每年以15%左右的速度增长。中国从60年代初期开始相继研制成功各类硅橡胶,现均有批量生产。
  硅橡胶具有许多独特性能,如耐高低温和耐老化性等,是其他有机高分子材料所不能比拟和替代,己成为国民经济重要而必不可少的新型高分子材料。星形弹性联轴器中所用橡胶材料的基体为硅橡胶,但未添加补强剂的硅橡胶在常温下力学性能不好(强度和耐磨性差),因此我们所使用的硅橡胶为添加了补强剂的硅橡胶,但是,对添加了补强剂的硅橡胶材料没有进行过力学性能研究。未经补强的硅橡胶硫化胶拉断强力很低,只有0.3MPa左右,没有实际使用价值;而加入适当的补强剂和硫化剂可使硅橡胶的拉断强度达到8MPa,这对提高硅橡胶的性能,延长制品的使用寿命是极其重要的。
  橡胶材料的补强一般是通过添加纳米材料来实现,纳米技术对橡胶复合材料性能的影响包括:对材料的增强作用,采用纳米材料填充的橡胶复合材料,可增加其拉伸强度,并在一定数量范围内出现极大值;对材料的增塑作用,填充橡胶复合材料进行比较,随着颗粒粒径的减少,材料的断裂伸长率提高;对材料的杨氏模量的影响,可使复合材料的杨氏模量大幅上升;多种纳米材料复合对材料的力学性能的影响,采用多种纳米材料填充聚合物,可使复合材料表现出优良的综合性能。常见的补强硅橡胶材料是白炭黑,纳米白炭黑具有极高的活性,与传统炭黑相比,其粒子更细,比表面积更大,弹性柱销联轴器能够使填充硫化胶的拉伸强度、弹性及撕裂强度较高,是一种优良的补强剂。美国马里兰大学材料系在实验室里制成了纳米A120:与硅橡胶的复合材料这种材料与常规硅橡胶相比其耐磨性拉伸强度断裂伸长率等均有大幅度提高。大量研究表明对硅橡胶补强有三个主要影响因素,它们是补强剂颗粒材料的粒径、结构性和表面活性,而在这三个因素中粒径影响效果最为显著。通过气相二氧化硅与氧化铝的填充获得高硬度硅橡胶,改善了硅橡胶的力学性能和耐热性能。
 

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