炭黑对橡胶补强机理的实验研究和理论模拟

本课题拟在热机械力作用下在简便 的非溶液体系中用有机分子对炭黑表面进行化学改性，通过调节有机分子的接枝率，控制炭黑结合胶含量、结合胶层厚度，并在此基础上对在大形变下炭黑结合胶网络对应力分散的作用进行系统研究，进而完善炭黑对橡胶的补强机理。申请人基于橡胶基体内炭黑结构胶松散层网络结构对应力分散起主要作用的设想，拟改进经典的弹性理论中球形空洞与硬球粒子附近的应力分布公式及应变能函数模型，采用一种改进的有限元分析方法来计算大形变下的炭黑粒子附近的应力分布，为橡胶补强理论建立一个定量的系统的分析，并对补强橡胶的物理机械性能进行预测。本课题提出的研究方法不但可以完全革新当前的橡胶研发过程，生产物理机械性能要求较高的橡胶制品，而且有望突破炭黑补强机理的研究瓶颈，是极具科学价值的、且应用前景广阔的原创性前沿课题。