炭黑橡胶复合材料热导率的计算.doc

炭黑/橡胶复合材料热导率的计算何燕收稿日期:2008-10-7基金项目:国家自然科学基金(50773034);山东省教育厅科技计划(J07YA14);山东省自然科学基金(Y2007F38)作者简介:何燕(1973-),女,副教授,博士。主要研究方向:轮胎温度场及材料热物性*为通讯联系人。地址:青岛市松岭路69号352#信箱。Emai:lihtqust2003@电话0532-88959059,李海涛*,马连湘(青岛科技大学(崂山校区)机电工程学院,山东青岛266061)摘要:应用不同的理论模型预测了炭黑/橡胶复合材料的热导率,并与实验测试结果进行了对比分析,结果发现:炭黑体积份数对炭黑填充胶热导率影响很大,随着炭黑用量的增加,炭黑/橡胶复合材料的热导率逐步增加;炭黑/橡胶复合材料的热导率与炭黑的结构性及形态有关;在低填充份数2-25%范围内,用Maxwell模型预测N234炭黑/橡胶及N134炭黑/橡胶两种复合材料的热导率与实验结果最为接近。关键词:炭黑;橡胶;热导率;导热模型中图分类号:TB324文献标识码A文章编号:CalculationofThermalConductivityofRubberFilledwithCarbonHEYan,LiHai-tao,MaLian-xiang(SchoolofElectromechanicalEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266061,China)Abstract:ordingtovarioustheoreticalmodels,,%to25%.Keywords:carbon;rubber;thermalconductivity;thermalconductivitymodel炭黑/橡胶材料是依靠晶格振动,由声子传递热量[1]。然而橡胶的相对分子质量较大,且难以完全结晶形成完整的晶格结构[2],所以导热率很小。炭黑作为一种补强填料,具有较高的热导率。当体积份数较小时,炭黑虽能均匀分散到橡胶中,但彼此不能形成接触和相互作用,所以炭黑对橡胶基体热导率的影响较小;而当填料的体积份数增加到一定值时,炭黑之间彼此相互接触和作用,使复合体系中形成所谓的“导热网络”而增加热导率[,3,4,5,6,7]。由此可见对炭黑/橡胶复合材料的热导率起主导作用的是炭黑和橡