以氟橡膠/炭黑復(fù)合材料作對(duì)比研究了氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變、拉伸應(yīng)力弛豫和拉伸應(yīng)力軟化行為。結(jié)果表明，碳納米管對(duì)氟橡膠有良好的增強(qiáng)效果，相同用量碳納米管的增強(qiáng)效果要高于炭黑，低應(yīng)變時(shí)碳納米管的增強(qiáng)效果更明顯；與氟橡膠/炭黑復(fù)合材料相比，氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力弛豫現(xiàn)象更為明顯，應(yīng)力弛豫速率更快；隨著碳納米管和炭黑用量的增加，復(fù)合材料的應(yīng)力軟化效應(yīng)增大，氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力軟化效應(yīng)明顯高于氟橡膠/炭黑復(fù)合材料。

　　碳納米管作為典型的一維納米材料，所具有的一系列優(yōu)良特性使其在理論上屬于復(fù)合材料理想的功能和增強(qiáng)材料。藉此碳納米管/聚合物納米復(fù)合材料的研究己成為碳納米管研究中的一個(gè)熱點(diǎn)，其中對(duì)橡膠/碳納米管復(fù)合材料的研究日趨活躍，研究主要集中在碳納米管表面處理以及橡膠/碳納米管復(fù)合材料的制備等方面，以期改善碳納米管在橡膠中的分散狀態(tài)、增強(qiáng)界面相互作用和提高碳納米管對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、電性能及熱性能的積極作用碳納米管徑向上為納米級(jí)尺寸，表面能高，導(dǎo)致其在聚合物中容易團(tuán)聚，分散性較差，從而降低了碳納米管的有效長(zhǎng)徑比，而且更容易造成碳納米管之間的滑移，使其增強(qiáng)效果變差。Salvetat等研究了碳納米管/聚合物納米復(fù)合材料的分散性問(wèn)題，認(rèn)為碳納米管之間的團(tuán)聚和滑移不能使碳納米管起到有效的增強(qiáng)作用。另一個(gè)影響碳納米管/聚合物納米復(fù)合材料力學(xué)性能的重要因素是聚合物與碳納米管之間的界面作用力。若界面相互作用強(qiáng)，載荷就可以有效地轉(zhuǎn)移給碳納米管，使復(fù)合材料的力學(xué)性能得以提高，相反，若界面相互作用弱，碳納米管就可能在剪切力的作用下被從聚合物中拔出，載荷不能有效轉(zhuǎn)移，復(fù)合材料的力學(xué)性能就降低。Ajayan等研究了碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂納米復(fù)合材料在拉伸和壓縮載荷作用下的形變行為以及管束中單壁碳納米管的滑移行為。而Cooper等則通過(guò)拉曼光譜研究了碳納米管/環(huán)氧樹(shù)脂納米復(fù)合材料中應(yīng)力的轉(zhuǎn)移情況，結(jié)果表明2619cm-1處儲(chǔ)能模量的拉曼峰向低波

　　長(zhǎng)方向移動(dòng)，說(shuō)明應(yīng)力產(chǎn)生了有效的轉(zhuǎn)移。鑒于復(fù)合材料中碳納米管的滑移或者有效的應(yīng)力傳遞都將對(duì)材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變行為產(chǎn)生影響，本工作即以氟橡膠為基礎(chǔ)材料，通過(guò)機(jī)械共混的方法制備氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料，并與氟橡膠/炭黑復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比，來(lái)研究碳納米管對(duì)于復(fù)合材料拉伸應(yīng)力-應(yīng)變行為的影響。

　　結(jié)論

　　a)隨著填料量的增加，氟橡膠/碳納米管與氟橡膠/炭黑復(fù)合材料的50%和100%定伸應(yīng)力以及拉伸強(qiáng)度均呈增大趨勢(shì)。同等填料用量下，碳納米管的增強(qiáng)效果明顯高于炭黑。

　　b)隨著填料用量的增加，碳納米管和炭黑復(fù)合材料的弛豫系數(shù)降低，應(yīng)力弛豫現(xiàn)象明顯。同等填料用量下，氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料的應(yīng)力弛豫現(xiàn)象更為明顯。

　　c)同等填料用量下，氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料的Ri要低于氟橡膠/炭黑復(fù)合材料，氟橡膠/碳納米管復(fù)合材料具有更明顯的應(yīng)力軟化效應(yīng)。