高填充可瓷化三元乙丙橡胶基复合材料的设计开题报告

全文总字数：4460字

1. 研究目的与意义（文献综述）

三元乙丙橡胶（epdm）是一种由丙烯、乙烯及共轭二烯组成的通用合成橡胶，其主链由碳碳单键组成，侧键由极性的共轭二烯组成，由于其主链上的碳原子处于饱和结构且无极性，只有侧链上有少量不饱和碳原子，所以有着优异的加工性能和使用性能。具体来说，epdm具有密度最低，耐天候老化，耐热，耐臭氧，力学性能优异，绝缘性能好，填充性高，烧蚀后碳化层完整度好，硬度高，碳层结构致密等优点。在1963年美国杜邦公司首次实现epdm工业化生产后，各种epdm生产线不断问世投产。到了二十世纪七十年代，epdm在汽车配件领域的使用量极大增长。在此之后，epdm又被广泛应用于工业建筑领域和电线电缆等领域，市场需求不断增长。直到目前，epdm已经成为最重要的合成橡胶之一，是世界第三大合成橡胶，影响着日常生产生活的方方面面。在世界范围内，汽车工业领域是消耗epdm的最大应用领域，其次是工业橡胶制品应用。具体来说，在汽车领域，epdm一般被用于制造汽车零部件，其中车身密封系统与散热器胶管公认的首选材料便是epdm；工业橡胶制品方面，由epdm制作的密封圈、胶管、胶垫、垫圈胶阀、传送带、输送带、胶布等物品已被广泛应用于各个工业领域；电子电器工业方面，epdm由于其电绝缘性能好、成本较低、耐温性能好，常被用于制作电线电缆绝缘保护套，并且在逐步替代天然橡胶、丁基橡胶等其他橡胶的作用，也在超高压接线、超高压引线应用中具有无可替代的作用；建筑材料方面，由于epdm优异的耐候、耐腐蚀、耐水性能，常被用于制造各种防水隔水材料，如防水卷材，隔水板材、防水板材等。

传统的提高高分子材料阻燃性的方法为在复合材料中加入添加型阻燃剂和反映型阻燃剂两类阻燃剂，如含卤化合物、磷系阻燃剂、氢氧化铝等，但是通过该种方法提高聚合物材料的阻燃性会导致诸多问题。比如含卤化合物在受热后会释放出大量有毒烟雾和气体，可能会导致人员伤亡和环境问题；再比如添加无机填料虽然不会污染环境，但是由于无机填料需要很大的添加量，因此影响所制成的的复合材料的性能，从而限制了其广泛应用。在这种情况下，为了提高聚合物基复合材料的阻燃性和环境友好性，进一步扩展聚合物基复合材料的应用领域，澳大利亚莫纳什大学的l.g.hanu教授首次提出了可陶瓷化概念.可瓷化聚合物基复合材料是一种具有阻燃性的高分子复合材料，其在燃烧和热解过程中，基体材料裂解后的残留物和添加的陶瓷化填料发生共晶和烧结反应生成陶瓷层，并保持一定的强度与形状，起到保护内部材料，起到阻燃的效果。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

2.1.1 文献调研

查阅国内外相关文献资料，了解国内外已有研究的相关设计和思路，综合总结目前研究所遇到的问题。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成好英文翻译。明确研究内容，了解国内外相关的设计和思路。确定设计方案，并完成开题报告。第4-8周：对目前可瓷化复合材料的现状和遇到的问题进行分析，便于研究出一种兼具优异的力学性能和耐烧蚀性能的三元乙丙橡胶基复合材料。第9-11周：按照设计的方案，对方案所采用的高填充思路进行分析研究。第12-14周：对高填充下的复合材料进行对比分析，完成并修改毕业论文。第15周：论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]guo m, li j, xi k, et al. effect of multi-walled carbon nanotubes on thermalstability and ablation properties of epdm insulation materials for solid rocketmotors[j]. acta astronautica, 2019, 159: 508-516. [2]natali m, rallini m, kenny j, et al. effect of wollastonite on the ablationresistance of epdm based elastomeric heat shielding materials for solid rocketmotors[j]. polymer degradation and stability, 2016, 130: 47-57.

[3]yang d, zhang w, jiang b. ceramization and oxidation behaviors of siliconerubber ablative composites under oxyacetylene flame [j]. ceramicsinternational, 2013, 39(2): 1575-1581.

[4]dong yang,wei zhang,benzheng jiang,yang guo.silicone rubber ablative compositesimproved with zirconium carbide or zirconia[j]. composites part a,2013(44):70-77.

[5] gong x, wang t.optimisation of the ceramic-like body for ceramifiable eva-based composites[j].science and engineering of composites materials, 2016.